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摘要：近年来，由于钢结构具有施工便捷、周期短、抗震性能好、自重轻等优势，在建筑施工中的应用愈加广泛，但是其稳定性问题不容忽视，文中将对建筑工程项目钢结构设计的特点以及钢结构失稳因素进行分析并提出有效方法。
关键词：建筑工程；钢结构设计；稳定性；
1钢结构稳定性设计的特点
1.1全面考虑实际情况
为了提高建筑的使用安全性以及舒适性，工作人员须在设计的过程中全面考虑实际情况，包括楼层高度、抗震需求、施工水平、施工环境、钢结构性能、材料质量等。设计人员要对各种结构设计方案进行比较，选择最优的方案，保证经济效益、安全效益都可以最大化实现。
1.2多样化的钢结构形式
刚结构有多种形式，较普通钢结构自重更轻的轻型钢结构；较普通钢结构承载力显著提高但钢用量减少的预应力钢结构；较普通钢结构造型更美观、节约大量钢材的空间网架钢结构；较普通钢结构整体强度大幅度提高、塑性韧性增强、钢材用量减少、目前应用广泛的钢筋混凝土组合结构等等。不同的钢结构适用于不同的建筑物，各有各的优点，在建筑物设计的时候，按照建筑物的需求择优使用。但是无论哪种钢结构，其稳定性都是我们必须考虑的。刚结构的强度、重量、塑性、韧性、工业化都是极为出色的，但是其保证稳定性的刚度却是不高，通常需要验算。钢结构的稳定性分为整体稳定性和局部稳定性。单个的刚构件杆件在大型建筑物中起不到多少承载力的作用，必须是许多个单个的刚构件整体连接在一起以整体的形式受力，不同的接连方式所承受的力的极限也是不同的，这就需要科学的分析探讨研究。但是从局部来看，几个小的刚杆件构成一个稍微小的钢结构构件，它也承受一定的压力，层层细分，也需要在钢结构设计的时候考虑完全，避免因小失大而是整个钢结构垮塌。
1.3重视局部连接安全
局部连接安全会直接影响到钢结构整体的稳定性，钢结构中的各种部件需要通过工艺组装而成，连接处的可靠性与稳定性会影响整个钢结构的安全，因此施工人员应当对各构件的连接位置展开安全评估，努力提升局部连接的可靠性，同时工作人员应当记录好细节，后期需对施工连接情况进行复核与查验，避免出现安全隐患。
2钢结构失稳因素分析
2.1分支点失稳
之所以出现这种情况的原因就是没有正确地设计分支点结构，就会造成局部失稳的问题，主要由于改善直杆轴心的过程中出现问题以及改善平板中受压面的时候出现弯曲的情况。
2.2极值点失稳
因为偏心受压构件是钢材制作的，所以要是极值点到了一定程度的时候就会出现失稳的情况。在进行工程建设的时候偏心受压情况是比较普遍的，特别是在应对非对称结构或者是异形承载设计的时候，或者是在建筑施工的时候选择使用高质量的附属物，都会出现设计工作和实际相冲突的问题，这样就会出现失稳的情况。
2.3跃越失稳
这种类型有别于前面两种类型，它既不是平衡分差点，也不是极值点。而是从丧失平稳后又跳跃到另一个稳定平衡的状态。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆简而言之就是此种失稳是建立在上述两种失稳性结构的一次发展性结果，能够形成总体的结构呈现出不稳定状态，对于建筑的安全具有更大的威胁。当具体的工程项目出现跃越失稳情况时，必须进行迅速的强化加固并配合结构特性的调整，在总体稳定性评估达标之后才能够再次投入使用。
2.4其他失稳
除了上述三种主要类型之外，在钢结构中如部分连接件的腐蚀、变形，或者部分钢结构主体在温度、外力等外部环境下产生破损，也会形成总结结构的不稳定，进而成为失稳的主要因素
3钢结构稳定性设计的方法
3.1静力平衡法
静态平衡法和中性平衡法简称平衡法。它们是求解钢结构稳定极限荷载的重要方法。对于具有平衡分岔点的弹性稳定问题，分岔点有两个相似的平衡状态，也就是发生微笑变形结构平衡状态和原结构状态。平衡法是根据结构微笑变形后的应力状态，建立了求解分岔屈曲荷载的平衡方程，在大多数情况下，可以得到多个解。而分岔屈曲荷载是要取其中最小的解。然而，在具体工程的结构中，通常，只要得到结构的屈曲荷载就行。虽然无法准确判断钢结构平衡状态的稳定性，然而，当外部荷载达到一定程度时，平衡法可以确定弹性结构体系平衡路径分岔点对应的临界荷载。
3.2能量法
能量法也是Timoshenko法，临界荷载通过势能驻值条件确定的。一旦外部负载很小并且低于一定值，总势能就是最小的。此时，结构体系的初始位置相对稳定；当外部荷载大于一定值时，总势能最大，结构体系初始位置不稳定。但是若外界荷载的数值正好和这个特定值相同，一旦出现了微笑移位，它就可以一直保持不变。此时，结构体系处于偶然平衡状态，这个负载是临界负载，它的状态也为临界状态。在得到临界载荷时，应结合势能定值原理，求出能量平衡方程，求解分叉屈曲载荷。
3.3动力法
在钢结构体系的平衡状态下，若遭受到外部荷载的小扰动，就很容易产生振动现象。而所谓的动力法则是以动力学观点为基础来研究钢结构稳定性问题的。小扰动后，系统的小位移幅度决定了系统的临界载荷，而缓慢的速度变化是边界条件。当外部干扰后，钢结构的外荷载小于稳定极限值时，尽管发生了变形，但钢结构的变形位移和方向却在相反的方向上加速。存在互相抵消的态势，此时，当外部干扰消除后，当外部载荷消失时，移动将缓慢停止，钢结构将恢复平衡稳定状态；在外力干扰下，如果外荷载大于稳定极限值，钢结构也会发生变形。但其变形方向和位移方向与加速度方向相同，并呈现互相促进的态势，此时，将外力干扰解除，运动会持续运行不能停止，这时，钢结构失去平衡和稳定性。在振动频率为零的情况下，采用动力法可以得到钢结构在临界状态下的临界荷载。
3.4合理地运用梁—柱理论
梁—柱理论是当前钢结构稳定性设计中最基础也是最重要的理论。在钢结构设计中要实际考察钢结构工程的场地、材料、设计方案等相关事项，合理地运用梁—柱理论分析钢结构设计中细部构造和构件之间的稳定性、整体结构和组成部分之间的稳定性等，达到提高钢结构设计稳定性的目的。
总结：钢结构在施工建设中的应用愈加广泛，其应用优势极为明显，但是由于钢结构受到了外界因素的影响进而出现了不稳定的情况，需要高度重视对于钢结构的强化最大程度的保证钢结构的稳定性，为人们健康、安全居住和使用提供保证。
参考文献：
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[2]丁亮.建筑工程项目中钢结构设计的稳定性探究[J].四川水泥，2015（4）.
[3]王多祥，靳同良.钢结构设计中稳定性分析探讨[J].甘肃冶金，2014（3）.
论文作者:魏演
论文发表刊物:《建筑模拟》2019年第20期
论文发表时间:2019/7/1
标签：钢结构论文; 稳定性论文; 荷载论文; 结构论文; 临界论文; 状态论文; 分岔论文; 《建筑模拟》2019年第20期论文;