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摘要：建筑中钢结构的稳定性设计不是简单的将建筑付诸于施工阶段即可，它是一项责任十分重大的工作，直接关系到人民群众的生命安全和建筑工程的经济收益。总而言之，钢结构稳定性设计在建筑工程中有着不可或缺的重要作用。本文分析探讨了建筑工程中钢结构设计的稳定性原则与设计要点，以供参阅。
关键词：建筑工程；钢结构；稳定性原则；设计要点
引言
钢结构在工程中的应用越来越广泛，在建筑业中以其强度、韧性和塑性好、较为轻便以及能够节省施工时间的优点发挥着重要作用。然而，在钢结构的应用过程中，其稳定性和强度不是同步的，如果不能保证其稳定性，不仅会给建筑工程施工团队造成经济损失，还可能形成人身安全隐患，危害施工人员生命。
1建筑工程钢结构稳定性设计的特点及原则
1.1设计特点
（1）钢结构失稳，在形式上具有多样化特点。有时，某一部位从表面上看并不受压或不是主要受压，但仍然会出现屈曲失稳问题。例如在简支钢板梁的端部复板处，一般情况下弯曲正应力较小，比较大的是剪应力。然而，纵横两个方向的剪应力相结合，就可能形成较大的斜向压应力，并导致复板局部失稳。此外，结构的某些部位也有可能随结构变形由不受压变为受压而导致失稳。（2）对于结构来说，它是由各个杆件组成为一个整体的。当一个杆件发生失稳变形后，它必然牵动和它刚性连接的其他杆件。因此，杆件的稳定性不能就某一根杆件去孤立地分析，应当考虑其他杆件对它的约束作用。这种约束作用是要从结构的整体分析来确定的，这就是结构稳定的整体性问题。（3）稳定的相关性，指不同失稳模式的偶合作用。例如，单轴对称的轴心受压构件，当在对称平面外失稳时，呈现既弯又扭的变形，它是弯曲和扭转的相关屈曲。另外，局部和整体稳定的相关，还常见于冷弯薄避型钢构件。其壁板的局部屈曲一般并不立刻导致整体构件丧失承载能力，但它对整体稳定临界力却有影响。对于存在缺陷的杆件来说，局部和整体之间相互影响更具有复杂性。（4）稳定计算的其它特点：在弹性稳定计算中，除了需要考虑结构的整体性外，还要做二阶分析，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。
1.2设计原则
钢结构稳定性的设计对建筑工程的稳定发展有着重要的意义和影响，而这些设计必须遵循一定的原则，才能达到钢结构稳定性设计的要求。首先要遵循稳定性原则，就是要综合考虑各个构件及组成部分的稳定性需求在钢结构中的整体布局。平面体系是当前多数钢结构设计的主要方法和方式，如框架等就是遵循这样的设计，如果要避免这些平面结构不会出现平面失稳的现象，还需要从调整结构整体布置方面开解决，平面结构构件的稳定性设计必须与结构图纸相一致。其次是遵循统一性原则，就是要将计算方法和计算结构图保持高度的一致性，当前的数据单元和多层架构设计中，由现在的框架柱的稳定计算取代了传统的框架稳定分析，采用这种方法时要注意框架柱稳定计算中用到的柱计算长度系数要通过框架整体分析得到，由此得出的结论才能使柱稳定计算与架稳定计算保持等效。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆再次是遵循配合性原则，配合性原则是指在稳定性结构设计中细节设计和构建稳定性计算必须相互配合，从而达到一致性的效果。
2建筑工程中钢结构稳定性设计要点
2.1防腐设计要点
钢材的腐蚀类型一般分为两种，一种是电化学腐蚀，一种是化学腐蚀。这两种腐蚀都会导致钢材的强度和耐久性降低。在钢结构的设计中，做好防腐设计工作是很有必要的。通过涂装防锈漆，能够有效防止钢材腐蚀的情况。考虑到建筑工程经济和施工情况，在防腐设计上应该考虑保养、维护等情况，从而确定半永久性涂装还是永久性涂装。在设计中做好钢材腐蚀等级的市场调查，根据不同地区、不同环境，制定不同的防腐方案，从而推动建筑工程的有序进行。
2.2防火设计要点
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。
2.3稳定性设计要点
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很重要。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，这需要调整钢结构的稳定问题。在弹性稳定计算中，除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。
2.4荷载设计要点
在对钢结构的设计上，主要以对称结构布置为主，减少结构的扭转，确保上下贯通，从而保证建筑结构刚度的连贯性且变化情况稳定。设计上应将钢结构设置成L型或T型，确保能发挥钢结构的作用；钢结构的布置位置最好在结构的外围，这样可增强建筑整体结构的抗扭曲形变作用。在结构的设计上面为减少一些不必要的麻烦，设计人员需考虑强度或其他方面的特殊要求，并分别给予较强的刚度及柔度，最大限度的降低桁架节点的杆件偏心度，保证严格按设计标准进行施工，确保钢结构的稳定性。在扭转方面设计人员应考虑到水平承载力所受的各种因素。当涉及稳定性能时，构造上时常有不同于强度的要求或特殊考虑。然而在处理梁整体稳定时上述要求就不够。
3基于稳定性的钢结构设计建议
首先，在结构设计过中需要考量钢结构主体构建的自身重量与应力水平，从而构建出自身平衡的稳定性设计结构。在实际的设计过程中可以参考平面体系与投影体系在平衡分析及稳定性分析中的关键作用。必要时引入有限元仿真模拟的方式对其稳定性进行评价与评估。有效且科学的筛选出适宜的设计方案；其次，需要对结构附属物的重力特征进行分析，给出适当的应力结构分支点对附属的重力进行消除，从而保障整体的应力有效性。另一方面，在实际的设计过程中我们可以采用多层架构的方式来予以实现。此种模式不仅自身的稳定性相对较高，而且对于失稳问题存在更高的容错率，能够通过不同层级之间的缓冲作用来对失稳现象进行一定的缓解，是其对于建筑总体安全性破坏相对较低。最后，在设计与施工的过程中要同时考量钢结构的防腐、应力破坏、防火性能、抗震性能以及刚性材料质量。上述因素均能够对其失稳造成一定的影响与负面促进。
结束语
总之，在建筑工程中加强钢结构设计的稳定性与设计要点是很有必要的。通过制定有效的设计对策，能提升钢结构的稳定性，更好地优化建筑结构，推动建筑工程行业可持续发展。
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]文平军.建筑工程中钢结构设计的稳定性与设计要点分析[J].江西建材，2014，（23）：33.
论文作者:刘雪艳
论文发表刊物:《建筑细部》2018年2月下
论文发表时间:2018/9/27
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