概要：近年来，我国建筑行业蓬勃发展，各类大中小型建筑层出不穷。在建筑设计领域，钢结构设计得到了广泛的使用。在钢结构设计之中也存在着诸多问题，其中稳定性是最为关键的。本文通过分析建筑工程之中使用的钢结构技术特点，分析存在的主要问题，进一步对存在问题给出建议和设计时所需要遵循的原则，探讨在降低成本的同时，也保证钢结构施工工程稳定性和安全性。
关键词：钢结构；稳定性；建筑工程；
一、钢结构稳定性设计中出现的问题
（一）剪力调整问题
在钢结构稳定性设计中，剪力调整问题需要高度重视。由于我国经济水平和科技水平的不断发展，建筑工程向着工程高度逐渐升高、建筑形式越来越复杂的方向发展，在建筑工程之中，建筑的结构不对称现象越来越多，这些趋势都对建筑工程的稳定性设计提出了更高的要求。一般来说在建筑设计过程之中常常采用简化设计的方式降低施工难度，比如使用柱结构来代替垂直构建，使用斜杠来代替斜构建，大部分时候这样是没有问题的，但是在进行剪力调整时会出现严重影响，剪力问题的处理对于整体钢结构设计的稳定性有着很大的影响。
（二）强柱弱梁的设计
在钢结构设计之中需要考虑柱和梁的应力分配关系，由于钢结构的主要载荷负担在梁上，为了保证钢结构在使用过程中遇到外力作用时有一定的适应力，不会瞬间破坏并且可以恢复原来状态。必须要对钢结构的弹塑性进行计算分析，满足国家相关规定和要求才可以按照设计进行施工。
（三）跳跃失稳
在钢结构受到外力时，整体结构将会发生形变，而当形变量扩展到一定程度时，钢材的核心受压部件失去了稳定性，导致整个钢结构稳定性被破坏，在钢结构失去稳定平衡之后，结构将会跳跃到其他稳定状态，这种现象称为跳跃失稳。
二、钢结构稳定性设计的特点与影响稳定性的因素
（一）钢结构自身具有着多样性：
对于不同的实际建筑用途，对钢结构的设计有着各种各样的要求，钢结构需要采用不同的设计思路来满足这些形式各异的要求。虽然工程形式很多，但是仍然有一些指标来考量钢结构。通常来说，最重要的考量因素就是钢结构的主要受力部位，基于此来探究和分析钢构件的稳定性；在考虑主要受压部件的同时，还需要注意：若是原本钢结构不受压，但是由于钢结构受到外力作用，由原来不受压的状态转换为受压状态，再设计之初也需要考虑在内。
（二）钢结构工程的整体性：
第二个要考虑到的是钢结构自身具有整体性，在现在的建筑行业，很难使用单一的钢构件在大型建筑当中发挥出很大作用，因此都是通过科学的连接方式以整体的形式来保障安全性，这意味着对钢结构稳定性进行分析需要从整体角度来看，但仍然需要关注其微观层面，包括部分内部结构，包括单一钢构件的受损状况等，尽可能避免钢结构的安全稳定性因小失大。
图1 不锈钢洗车工厂的内部钢结构设计
（三）钢结构相关性特点：
第三个考虑到的就是钢结构相关性的特点，其实这一点和钢结构的整体性有着密切的关联，正是由于钢结构具有整体性，所以其内部结构之间功能作用的发挥和安全稳定的保障都是息息相关的，部门部件的不安全因素将导致整体的安全威胁。尤其需要注意的事，钢结构依靠各种连接方式连接到一起，其连接部位是否存在缺陷是尤其需要注意的，否则影响面广，对整体的影响更为复杂和难以排除。如图1是一个不锈钢洗车工厂的内部钢结构设计：
三、钢结构稳定性设计的原则与方法
钢结构稳定性设计的原则：在钢结构的设计过程之中，首先需要遵守国家相关规定和具体要求，同时还需要紧密联系工程施工环境，需要把施工工程所需要的高度、抗震水平等因素与施工位置的地基材料测量指标相结合，全面考虑到建筑特点、功能、施工环境条件等因素，最终选择适合的结构体系设计，努力做到在降低成本的同时也保证工程的安全可靠。
钢结构稳定性设计的分析方法：在分析一项钢结构工程的稳定性时，基本都需要加上外力作用来进行测试。主要分为静力和动力两种测试方法。静力法是指通过调节静力平衡阀来对钢结构稳定施加外力，测量钢结构细小变形，进一步得到临界状态载荷以此来确定整体钢结构工程的稳定性。动力法是指在钢结构工程上加上外力振动测量在这样一种形势下外力造成的形变量和系统载荷之间的关系。
增加钢结构稳定性设计的方法：为了增加钢结构的整体稳定性，行业内进行了详尽的研究，目前主要提出了基于预应力杆和将撑杆架转换为撑杆结构这两种办法，在考虑施工具体执行因素的情况下，结合钢筋应力条件，采用焊接、钢铆钉、高强度螺栓等方式对钢结构进行加固。下图显示了市面上常用钢材的力学性能：
图2 常用钢材的力学性能：
以南京长江大桥为示例进行说明：南京长江大桥的钢桁梁工艺，在开始建设时期，通过把铆钉烧红对正铆孔，之后使用风枪挤压，进行铆死固定的。数据显示，为了把长江大桥的钢桁梁联结在一起，使用了共有 150 多万个铆钉，九层板层，最厚约180mm的板束。
结语：我国的社会经济迅猛发展，建筑行业也呈现出蒸蒸日上的态势。在这样的形势和局面之下，建筑工程师要考虑的绝不仅仅是减少建筑工程的时间和资金成本，更要考虑到工程的稳定性、安全性、可靠性。钢结构设计除了应当遵守基本的国家规范、章程以外，还需要和建筑设计工作进行紧密的联系和配合，在建筑结构之中的钢结构设计，关系到整个工程的质量和使用着的安全，必须从设计、施工、测试的每一个环节都认真对待，遵循设计原则不偷工减料，在节约成本的同时提高建筑工程的经济和社会价值。
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论文作者:何川
论文发表刊物:《基层建设》2018年第25期
论文发表时间:2018/9/18
标签：钢结构论文; 稳定性论文; 中钢论文; 建筑论文; 外力论文; 建筑工程论文; 长江大桥论文; 《基层建设》2018年第25期论文;