摘要：现当今，随着我国经济的快速发展，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。
关键词：建筑工程；钢结构设计；稳定性；设计要点
引言
新时代，我国工业迅猛发展，需要越来越多的厂房，给建筑行业带来了挑战。钢结构受到当代人们的广泛认可，被应用于各种类型的建筑物建设过程中，相比于传统砖石、砼结构，其具有力学、材料等应用优势。通过分析钢结构应用情况可知，在建筑工程中钢结构设计稳定性十分重要。
1建筑钢结构设计稳定性简论
建筑工程项目中所用的钢结构组成形式、材料等都非常多样化，为了保证其结构稳定性需要在结构设计环节做好承载能力设计工作，对于钢结构运行使用中的应力情况以及在和需求进行全面分析，并就其选材、形制以及构件、节点等进行科学设计，以保证钢结构总体稳定性效果。钢结构作为一种建筑中非常常见的应用结构，其设计工作中不仅要对其建筑使用载荷情况进行全面分析，还要根据结构需要进行选材设计，保证建筑使用中钢结构不会发生由于承载能力不足而发生的变形问题，进而导致钢结构应力更加不平衡而造成结构垮塌问题。钢结构设计必须做好多细节结构的设计工作，保证多结构之间的应力平衡，否则会因为一个部位设计不足而影响整体稳定性。
2建筑工程中钢结构设计的稳定性分析
2.1钢结构失稳的分类
第一类稳定问题或者具有平衡分岔的稳定问题（也叫分支点失稳）。完善直杆轴心受压时的屈曲和完善平板中面受压时的屈曲都属于这一类。第二类稳定问题或无平衡分岔的稳定问题（也叫极值点失稳）。由建筑钢材做成的偏心受压构件，在塑性发展到一定程度时丧失稳定的能力，属于这一类。跃越失稳不同于以上两种类型。它既无平衡分岔点，又无极值点，它是在丧失稳定平衡之后跳跃到另一个稳定平衡状态。区分结构失稳类型的性质十分重要，这样才有可能正确估量结构的稳定承载力。随着稳定问题研究的逐步深入，上述分类看起来已经不够了。设计为轴心受压的构件，实际上总不免有一点初弯曲，荷载的作用点也难免有偏心。因此，要真正掌握这种构件的性能，就必须了解缺陷对它的影响，其他构件也都有个缺陷影响问题。另一方面就是深入对构件屈曲后性能的研究。
2.2钢结构稳定性的设计原则
在建筑工程中，加强钢结构稳定性的设计是很有必要的。主要的设计原则有稳定性原则、统一性原则、配合性原则。稳定性原则主要是钢结构在结构整体布置中要综合考虑整个体系以及组成部分的稳定性需求。目前结构大多数是按照平面体系来设计的，如桁架和框架都是如此。保证这些平面结构不致于出现平面失稳，需要从结构整体布置来解决，平面结构构件的平面稳定计算必须和结构布置相一致。统一性原则主要是计算方法和计算结构简图要保持一致性。目前在设计单层和多层框架结构时，经常不作框架稳定分折而是代之以框架柱的稳定计算。在采用这种方法时，计算框架柱稳定时用到的柱计算长度系数，自应通过框架整体稳定分析得出，才能使柱稳定计算等效于框架稳定计算。配合性原则主要是设计结构的细部构造和构件的稳定计算必须相互配合，使二者有一致性。
3建筑钢结构的结构设计要点
3.1钢结构的稳定设计
建筑工程中对钢结构的设计有着十分严格的要求，钢结构的稳定性设计是当前建筑设计工作中最为关键的设计点。在实际工程建设中，任何一种钢结构都可能出现稳定性问题，所以在进行结构设计环节中，我们更应该对当前建筑钢结构出现的问题进行关注和重视。一般情况下，建筑钢结构出现失稳问题主要是因为设计人员缺乏设计经验，因此在开展钢结构设计工作的过程中，更需要我们加强对结构稳定性的正确认识，特别是对施工薄弱环节部位的科学设计，从而实现在局部到整体的稳定性认识。此外，在对设计经验进行总结的过程中，施工企业还要有针对性的提升设计工作人员的素质和技术水平，进一步提升其岗位能力，在这项工作的基础上对设计理念进行完善，实现对建筑钢结构稳定性的全面提升。
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3.2积极做好钢结构材料选择
建筑钢结构的使用环境相对特殊，其承载压力以及剪切力压力都相对较大，针对钢结构需求进行综合分析，而后再做好钢结构材料的科学选择，并保证焊接工艺符合施工建设需求，进行钢结构设计以及材料选择前对结构设计需求进行全面分析，并对钢材质量、性能以及焊缝结构质量需求进行了解，根据实际需求进行钢材选择，并对钢材的屈服强度以及拉伸性能等进行匹配设计。
3.3涂装设计
钢结构的防腐、防火涂装设计施工具有提高钢结构寿命、提升其性能的作用，应当保证钢结构具有避免受到火、酸性物质等的干扰。在设计实践中，设计师通常会选择在表层先涂抹防腐涂料，之后再涂抹防火涂料；在内层融合使用二者，以及在关键部分混合使用二者，应当避免涂料相互间出现化学反应。在涂装涂料时应当先进行除锈工作，可以使用设备处理，注意清洁钢材表层杂质，例如灰、油污等。
3.4防火设计
钢结构的防火设计主要是选择耐火材料和选用防火涂料。在建筑工程中，钢结构防火设计应该根据工程项目的防火等级、防火种类和防火具体情况，做好结构工程设计。在防火涂料的选择中应该选择较厚类型，并且黏结的强度应该大于0.05MPa。对于外包防火材料的选择，应该选择硬质的防火型板材。通过防火材料的选择，在钢结构中填涂在节点部位，加强节点部位的防火性，保证工程结构整体防火指数。在钢材的选择上应该选用耐火性的钢材，如果在挑选的过程中，不能够满足防火的标准，可以选择薄型的耐火材料。在吊顶设计中，压型板材不但要做好防火处理，适当的防锈处理也是很有必要的。钢结构的防火设计中，要结合相关的防火标准和防火等级，来确定不同的设计方案，从而确保项目工程整体防火水平。
3.5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。
3.6稳定性设计
失稳和整体刚度：现行规范通用的轴心压杆的稳定计算法是临界压力求解法和折减系数法。为了确保建筑工程的钢结构稳定性水平，加强对钢材质量的检测是很重要的。在建筑工程中，结合钢结构设计方案的要求，对整体的结构框架进行分析，确定临界值。当F=Fn时，钢结构弯曲刚度趋向于零，这就需要调整钢结构的稳定问题。在弹性稳定计算中，除了需要考虑结构的整体性外，还有一些其他特点需要引起重视。首先要做的就是二阶分析，这种分析对柔性构件尤为重要，这是因为柔性构件的大变形量对结构内力产生了不能忽视的影响；其次，普遍用于应力问题的迭加原理，在弹性稳定计算中不能应用。
结语
总之，在我国建筑行业发展中，结构设计的稳定性与建筑总体使用安全性紧密相关，在针对钢结构进行设计的过程中，要对其结构应用需求进行全面分析，并通过计算对各节点应力集中情况进行设置，提升钢结构总体应力稳定效果，为建筑总体结构使用安全提供基础条件。
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论文作者:刘海龙
论文发表刊物:《基层建设》2019年第29期
论文发表时间:2020/3/3
标签：钢结构论文; 稳定性论文; 结构论文; 中钢论文; 稳定论文; 建筑工程论文; 建筑论文; 《基层建设》2019年第29期论文;