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摘要：在世界经济的快速发展的背景下我国的经济水平也在以惊人的速度在不断的提升，随之我国的各个行业也有了突飞猛进的发展和创新，其中建筑行业的进步与发展尤为明显。在建筑行业中建筑钢结构凭借其优越性而被广泛使用，但是近年来安全事故多发的原因却是因为建筑钢结构稳定性不强的问题。建筑钢结构的稳定性设计影响建筑钢结构的应用，因此本文在介绍钢结构技术发展的基础之上分析了建筑项目中钢结构存在的缺陷和对建筑钢结构的稳定性设计进行了研究。
关键词：建筑；钢结构；稳定性设计
1 引言
随着经济的发展，钢结构在各个领域中的建筑均有发展，不同的领域对钢结构稳定性的需求也不同，这就需要设计人员充分了解钢结构稳定设计的原理，并根据各个领域的需求及特点加固建筑钢结构的稳定性。当下城市土地资源有限，但城市人口在不断增加，导致了城市楼层建设呈高层化发展，倘若建筑钢结构的稳定性出现问题，必将造成重大工程事故的发生。基于建筑市场对钢结构稳定性的需求，及避免建筑失稳带来的危害，本文通过分析当下支架钢结构稳定性设计中存在的问题，提出一些改进建议。
2 钢结构稳定性设计的设计原则
2.1 平面稳定设计计算要契合结构构件
目前来说，国内钢结构在进行设计时都是以平面体系作为出发点，例如桁架、框架的设计，为了防止在平面结构上出现失稳，就需要在进行结构布局时具有统一性、整体性，在进行支撑构件设计时，一定要具有针对性。从另一个角度来说，就是在进行平面设计计算时，需要和平面结构构件的布置完全契合，例如在设计塔架时，就需要确保横隔设置合理、构件保持稳定。
2.2 结构计算要契合构造设计
在进行钢结构设计时，保持设计结构的构造和构件的稳定计算一致一直都是设计人员关注的重点，在进行节点连接时，要根据节点来设置相应的柔度和刚度，如果连接桁架节点，要尽量降低杆件偏心。在设计时，为了保持钢结构设计的稳定性，会对构件有所要求，因此在调整梁的整体稳定时，可以采取在平面内对梁进行转动的方式来确保梁的稳定分析与边界条件相一致。
2.3 使用简图要契合结构计算简图
大部分设计人员在设计单层和多层框架结构的时候，都不是十分注重框架的稳定分析，而是通过直接计算的方式来确定架柱的稳定。使用直接计算方法，首先要分析框架柱的整体稳定，然后会得出柱计算长度系数，通过这种方式得到的柱稳定计算可以保持和框架稳定计算相一致。但是由于框架的种类繁多，因此在设计时可以通过设置典型条件的方式来使计算工作更加便捷，在此可以参考GB-J17-88规范中的基本假设。但是在实际工程案例中，会出现两种框架的计算简图和使用简图不一致的情况，一种是附有摇摆柱的框架，一种是横梁承受了较大压力的框架，这两种情况不需要按照规定系数计算。
3 影响钢结构稳定性的因素
3.1 钢结构自身的原因
钢结构的纵向稳定取决于钢结构的支撑系统，如钢结构的钢柱柱间支撑能否承受风力、地震、吊车等负荷，钢结构屋架的上、下弦水平能否支撑外力的负荷等。而钢结构的横向稳定，则对钢结构的框架或排架的刚度有一定的要求，如钢结构水平传递的负荷。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆倘若钢结构自身无法承受外力或平衡负荷，将会导致钢结构稳定性失衡。
3.2 钢结构构件的原因
钢结构的构件包含杆件、板件，其稳固性质取决于自身的刚度。钢结构构件杆件的长细比及杆件的高厚比的系数决定了钢结构的稳定系数，其杆件的长细比及杆件的高厚比若不堪载荷，则会导致钢结构受压和受弯，以致于钢结构稳定性失衡。
4 增加钢结构稳定性的加固方法
4.1 更改结构计算图形
通过改变结构计算图形的方式来对钢结构进行加固一般有四种方式，第一种是变更荷载分布情况，第二种是变更传力方式，第三种是变更节点性质，第四种是变更边界条件。使用更改结构计算图形的方式需要在原有的基础上增加附加杆件和支撑，从而给结构带来预应力，同时还可以应用空间协调因素，这样能够进一步加强钢结构的稳定性。具体方法是准备需要加固的构件，在其截面外将预应力筋布置上去，通过更改结构传力路径会使荷载效应有所降低，另外，这一加固技术还可以优化梁的承载力、提高梁的变形性能。例如某工程经过检测发现，钢结构大厅里构件截面的选择十分不合理，这时候就需要对钢结构实施内力和位移进行再次验算，同时还要对现场材料和性能参数进行检测，综合以上数据，通过体外预应力技术加固不合理的构件。通过加固，该工程的钢梁挠度和承载能力和规定完全相符，而且能够满足正常的使用要求。
4.2 对连接点进行加固
连接点加固技术就是对钢结构的连接点进行加固，使用工具一般是焊缝、高强度或普通螺栓、铆钉。在实际工程中，如果使用连接点加固技术，需要先深入分析加固目的、具体受力情况、构造情况等，在分析后最终确定出固件的连接方式。需要注意的是，使用焊缝进行连接时，要确保焊接工艺正确、连接材料符合要求，然后再进行加固，这样能够确保钢结构的稳定性。例如某工程需要对钢结构进行加固，施工人员根据规范标准全面地复核了钢管桁架T节点和K节点，发现其中有不符合强度规定的节点，因此对该节点进行全面加固分析，在分析后最终确定在T节点采用套管加固方式，在K节点采用肋板加固方式，在加固后，施工人员对节点强度进行了分析，确认在使用连接点加固技术后，加固效果十分有效。
4.3 纤维复合材料加固
在该加固技术中需要使用纤维复合材料，需要把这种材料粘贴到损坏的钢结构表面上，从而转移部分钢结构承受的荷载，这样复合材料就会承担这部分荷载，就能够降低受损构件的应力，达到钢结构加固的目的，同时，使用纤维复合材料加固的方式还可以起到延长结构构件寿命的作用。在进行钢结构加固时使用的纤维复合材料一般包含三种，一种是玻璃纤维材料，一种是碳纤维材料，还有一种是芳纶纤维材料，这三种材料都可以有效地对钢结构进行加固。使用纤维复合材料对钢结构进行加固具有很多优势，其一，可以让钢结构的强度与刚度变得更高，而且在加固后并不会过多改变原有钢结构的重量和尺寸。其二，纤维复合材料具有很好的耐腐蚀性而且具有很强的抗疲劳性，能够更好地保持钢结构的稳定。其三，纤维复合材料的柔韧性很好，在很多封闭性的钢结构中可以使用，而有一些钢结构的形状比较复杂是比较不好进行加固的，也能够使用纤维复合材料加固技术进行加固。其四，较之于其他加固方法，纤维复合材料加固技术的成本偏低，而且在操作上十分便捷，非常适合在现场进行修复作业。其五，由于使用纤维复合材料加固技术不会出现明火，所以可以在各类作业环境中进行使用，应用范围十分广泛。
5 结束语
在建筑工程中广泛地应用着钢结构，这是和钢结构自身的特点和优点息息相关的，主要表现在了它的较轻的自重、高强度和高工业化程度等。除此之外，更加重要的一个原因就是钢结构建筑是顺应了国家的战略要求。不难发现，在对城市建设水平的提高方面，发展钢结构建筑发挥着举足轻重的作用。因此，我们应当在设计钢结构的过程当中需要全面综合低考虑各方面的要素，材料的优缺点，结构的整体局部以及平面外的稳定的加强和设计。在这种情况之下才能够有效地避免了钢结构失稳破坏的现象的发生，钢结构应用领域的发展也会被极大的促进。
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论文作者:张光庆1,王光2
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第26期
论文发表时间:2018/1/30
标签：钢结构论文; 稳定性论文; 构件论文; 节点论文; 稳定论文; 结构论文; 复合材料论文; 《建筑学研究前沿》2017年第26期论文;