河南省电力勘测设计院 河南郑州 450007；河南省电力勘测设计院 河南郑州 450007
摘要：随着近年来我国经济水平的稳定提升，建筑工程建设规模逐渐得到了相应的发展和完善，由于钢结构的施工工期更短，在工程建设中又可以实现充分利用，因此具备较为突出的经济效益，是当前建筑工程中应用最广泛的结构形式。所以在建筑工程的设计过程中也需要准确的掌握钢结构设计稳定性，在工程开展的过程中更有效的提升工程质量。在此基础上，本文着重分析了建筑工程项目中钢结构稳定性设计要点及措施。
关键词：建筑工程；钢结构；稳定性设计
在很多建筑工程项目中都会出现一些突发性事故，例如坍塌、倾斜，造成此类事故发生的主要原因是由于设计者在设计钢结构时没有充分设计好其稳定性，同时施工方在统计数据时没有准确统计也没有验证每一个数据也是一个重要原因，这些原因会导致在外界条件变化时钢结构出现不稳定的情况，从而造成安全事故发生。因此，如何做好钢结构设计中稳定性设计是目前建筑工程中需要重视的问题。
1 钢结构概念的介绍
顾名思义，建筑工程中经常用到的钢结构主要以刚性材质为主，是建筑行业中被普遍使用的建筑结构类型，刚性较强、强度较硬、变形能力较好等是钢结构本身具备的优点，因此，经常用于构建超重型和大跨度型的建筑工程中，这种钢结构较为符合工程力学中的假定要求，不仅具有较好的韧性，同时能够承受巨大的压力负荷，而在建筑工程的实践中为了实现缩短工期同时提高工程效率和质量的目的，钢结构的采用显得非常重要，钢结构在专业的机械化生产中也能够保证机械自身的密闭性和精密性优势。
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，例如在设计电力工程塔架或构架时，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(没有找到这本规范)规范中的基本假设。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆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 增加钢结构稳定性的方法
3.1 防腐设计要点
建筑工程中的钢材腐蚀一般分为电化学腐蚀和化学腐蚀两种类型和方式，不论哪种方式都将对钢材的强度和耐久性产生较强的削弱作用，因此充分做好钢材的防腐设计工作是钢结构设计内容的重中之重，当前的钢结构设计中有效防止钢材腐蚀的通常办法是采用涂装防锈漆的方式。以当前建筑工程的具体施工条件和施工要求为出发点，钢结构构件的防腐设计应该考虑保养和维护等多种方式，以此确立在防腐设计中使用半永久性的涂装还是永久性涂装，尤其在防腐设计中要加强对钢材防腐等级的市场调研，要根据不同地区、不同施工环境制定针对性的防护和防腐方案，保证建筑工程中钢结构防腐设计的稳定进行。
3.2 稳定性设计要点
在对钢结构稳定性问题进行研究和分析时，都是基于外荷载作用的前提之下进行的，因此对变形以及对结构或构件失稳的必须同步进行，下文当中提出两种常见的有效方法：一是静力法，所谓静力法，实际上就是利用静力平衡方法，结合已经发生了微小变形的钢结构受力条件来建立平衡微分方程，基于此获得临界载荷，从而对钢结构的稳定性进行确定。二是动力法，动力法主要针对处于平衡状态的结构体系，这样一种体系如果施加微小的干扰就会使其发生振动，且这样一种条件之下结构变形或者是振动加速度都和结构荷载有密切关系，当荷载比极限荷载值低时，加速度方向与变形方向相反，而荷载去除运动变为静止，则结构又恢复到平衡状态。
3.3 关注节点设计工作
节点设计对建筑钢结构性能具有重要影响。众所周知，在地震发生的同时也将对建筑物产生十分严重的威胁，所以对于钢结构建筑来说，广大设计人员也要对建筑物中的节点设计进行关注，从而为建筑物的钢结构设计整体性提供更为积极的动力基础。在对节点进行设计的过程中还应该加强对建筑物承载能力和抗震能力的分析。在此环节中，相关施工人员也需要加强自身焊接技术水平，从而在提升螺栓连接质量的同时，更有效的减少设计缺陷和不足。
3.4 抗弯强度设计
钢结构设计要以稳定的对称布置为主，减少结构扭转，以上下贯通方式保证钢结构设计中的刚度连贯性和情况稳定性。L型或T型的钢结构设计是保证钢结构有效发挥作用的两大方式，钢结构最好位置是结构外围，这样能更好的增强建筑构造的抗扭曲和变形效果，同时为了减少结构设计工作中的负担和工作量，结构设计人员应该将结构的刚度和几何运用及结构中心设计到同一水平线上，保证施工人员按设计进行施工。而在扭转方面的设计上，设计人员应该考虑影响水平承载力的各种因素，当设计牵扯稳定性时，便不同于一般的强度要求。比如，就从支梁的抗弯强度来分析，要求不动铰支座具有阻止位移但允许平面位移的作用，但这些要求无法满足梁整体稳定的设计，还要求支座能够阻止梁绕纵轴扭转但允许水平面内转动和自由翘曲。
3.5 钢结构加固方法
针对钢结构的加固，业界进行了长久的研究和分析，目前比形成了两种比较成熟的方法。其一为增加预应力拉杆；其二为将撑杆变桁架转化为撑杆式结构。增强构件截面的加固。对于加大截面加固钢构件而言，需要注意确保在选定的部分的过程中应该有助于强化技术，同时需要考虑存在的缺陷以及损伤状态。在选择钢结构连接方法、焊接、钢与钢铆钉连接方法、螺栓与高强度螺栓连接方法时，需要考虑具体原因、目标、结构条件、施工条件等一系列因素，结构钢筋应力条件以及原有连接方法结构测定等因素我们都要考虑其中。还有焊接接头的基本用途，摩擦型高强度螺栓能够加固钢结构，同时将高强螺栓摩擦混合也能够加固。这些我们都要进行有效的应用。
总而言之，目前在一些建筑工程项目中，很多突发事故的产生主要是因为钢结构在外界条件产生变化的时候出现不稳定的因素，进而产生结构不稳定的现象发生，导致建筑物坍塌导致安全事故发生。所以在以后工作中必须进一步强化对钢结构稳定性设计的研究。
参考文献：
[1] 郑然颉. 浅谈建筑工程钢结构设计稳定性原则和设计要点[J]. 房地产导刊,2016(06):100.
[2] 蓝天. 浅谈建筑工程中钢结构设计的稳定性与设计要点[J]. 福建建材,2015(12):28-29.
[3] 唐文智. 建筑工程中钢结构设计的稳定性分析[J]. 城市建筑,2013(16):186.
论文作者:1曹世平,2李莉媛
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第36期
论文发表时间:2018/6/7
标签：钢结构论文; 结构论文; 稳定性论文; 稳定论文; 建筑工程论文; 中钢论文; 构件论文; 《建筑学研究前沿》2017年第36期论文;