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摘要：在对建筑工程进行建设中，运用钢结构工程进行设计，不仅能够使得建筑工程具有更大的跨度空间，同时还存在着安装便利、造价成本较低等优势，因此使得其在建筑工程方面的应用越来越广。随着我国城市化进程的进一步发展，高层建筑的数量将会急剧增多，这就对钢结构工程的设计提出了更高的要求。本文探讨了建筑工程中钢结构设计的稳定性原则与设计要点。
关键词：建筑工程；钢结构设计；稳定性原则；设计要点
社会经济发展迅猛，我国建筑行业也长期处于良好的发展势头当中，而建筑行业飞速发展状态下安全问题也不容小视，建筑设计师必须要在这样一个方面做足功夫。建筑中钢结构稳定性设计问题，绝非简单的在施工阶段付诸行动即可，而是需要从设计阶段就开始做好各个方面的工作，是一项责任十分重大的任务，直接关系到人民群众的生命和安全，以及整个建筑工程本身的经济效益和社会效益。
1 建筑工程钢结构稳定设计特点
第一，多样性特点。建筑工程钢结构稳定性集中体现在各种设计之中，特别是钢结构相关受压部位，在具体设计过程中，应该将这些受压部位的稳定性作为分析的重点。此外，建筑工程的一些部位在压力的影响下也会出现结构变形现象，在结构变形后也会从原来的不受压力状态，转变为受压力状态，最终影响钢结构的整体稳定性；
第二，钢结构是有多个钢构件组成的有机整体，所以如果钢结构中的某一个部件出现变形或失稳情况，就会对整体的稳定性造成影响，对周边与其相连的杆件发生牵连作用；
第三，钢结构稳定的相关性，主要体现在各种失稳模式之间的耦合性。具体来说，如果是钢结构中某一杆件存在缺陷，导致的是一种失稳模式；而某些部位变形也会导致另一种失稳情况，同时，这两种失稳模式之间存在相互影响性，导致钢结构局部与整体之间的影响十分复杂。
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至于出现平面失稳，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建筑工程钢结构稳定性具体的分析方法
静力法。静力法就是通过对已经发生微小变形后结构受力条件的模拟分析，将其作为主要的依据建立平衡微分方程式，通过平衡微分方程式的推导，得出临界负荷值。应用到具体的建筑工程中，如果要进行平衡微分方程式的建立，还需要遵守一定的设定条件。首先，钢结构构件必须是直杆；第二，直杆的压力应该与之前轴线进行的作用方式相适应。
能量法。若是钢结构承载着保守力，则在实际应用中，可以结合已经具有了变形结构的相关受力条件来构建总体的势能。同样，若钢结构处在比较平衡的状态，则需要计算其总体势能。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆要结合相关势能驻值的原理，将总体势能从一阶变分为零，以此来得出平衡的方程，再结合平衡方程来得出分岔屈曲荷载。
动力法。所谓的动力法，就是根据平衡状态下的建筑钢结构体系，对现有的实际钢结构稳定性进行分析的一种方法。所以，如果在体系中增加一定的干扰，哪怕干扰幅度不大，也会导致整体的结构体系发生振动。这种情况下产生的钢结构变形以及振动就会速度加快，这些变化都与钢结构受到的荷载有一定的关联。如果荷载值较低，不能满足钢结构自身承受的荷载极限值，就会导致钢结构变形具体方向与加速度方向相反的现象。
4 建筑工程钢结构稳定性设计要点
4.1荷载设计
在对钢结构的设计上，主要是应该要以对称结构布置为主，减少结构的扭转，确保上下贯通，从而保证建筑结构的刚度的连贯性且变化情况稳定。设计上应该将钢结构设置成L型或者是T 型确保能够发挥钢结构的作用；钢结构的布置位置最好在结构的外围，这样可以很好地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了减少一些不必要的麻烦，设计人员应该从结构的刚度、结构中心和几何的运用设计到同一个基准线上，保证施工队严格按照设计标准进行施工，确保钢结构的稳定性。在扭转方面设计人员应该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。例如，简支梁就抗弯强度来说，对不动铰支座的要求仅仅是阻止位移，同时允许在平面内转动。然而在处理梁整体稳定时上述要求就不够了。支座还需能够阻止梁绕纵轴扭转，同时允许梁在水平平面内转动和梁端截面自由翘曲，以符合稳定分析所采取的边界条件。
4.2 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。
4.3 防腐设计
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。
4.4 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。
总之，在实际的设计过程中，想要保证钢结构的稳定性，在设计阶段，必须要按照相关的设计原则开展工作，只有将存在的问题全面的了解，并能够针对存在问题找出相关的解决方法，那么才能够设计出一个完整的钢结构体系。
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论文作者:金飞
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第19期
论文发表时间:2017/12/15
标签：钢结构论文; 结构论文; 稳定性论文; 建筑工程论文; 稳定论文; 原则论文; 荷载论文; 《建筑学研究前沿》2017年第19期论文;