鋼結構設計穩定性原則及其設計要點綜述

李鋼 王杰

摘 要 隨著我國社會的不斷發展，建筑業也在不斷發展壯大，建筑工程也逐漸增多。同時由于生活水平提升，人們對建筑質量的要求也越來越高，這就要求建筑工程項目必須整體提升建筑質量和水平。針對這種狀況，為了更好地滿足發展需求，建筑師在建設中應用了鋼結構，加快了施工進度并提升了結構性能。在設計建筑鋼結構時，需要設計者落實穩定性，并綜合考慮所有因素然后再合理設計，以保證建筑鋼結構的穩定和安全。

關鍵詞 鋼結構設計;穩定性原則;設計要點

我國建筑行業的建筑規模正在逐漸擴大，而鋼結構的應用可以有效縮短建筑工程的施工工期，提升建筑工程的經濟效益。但在應用鋼結構時也要注意其設計的穩定性，否則出現結構失衡會造成嚴重后果。因此在進行鋼結構穩定性設計時，設計人員要認真嚴謹，保證設計的穩定性。

1鋼結構設計概述

我國的建筑工程中最常應用的建筑材料是鋼鐵材質，這類材料的硬度較高且韌性強，便于進行結構性彎曲，因此在較大型的建筑工程中被廣泛應用[1]。而鋼結構則主要是用鋼作為主要材料，將鋼梁和鋼板等部位配件進行焊接或者利用螺絲連接起來，最終形成一個完整的鋼結構。另外鋼結構的負荷強度較好，將鋼結構應用在建筑工程中，可以有效提升整個工程的效率，并保障建筑物的質量。

2鋼結構的穩定性原則

首先，設計人員對鋼結構進行設計時要遵循其穩定性原則，促使建筑物長久穩定。由于鋼結構自身的穩定性較強且能夠長久保存，因此對于建筑工程來說是必不可少的。在實際的建筑工程施工過程中，鋼結構在受到外界重力作用時，因其自身的穩定性在此情況下依然可以保持完整，因此設計人員在進行鋼結構設計時要充分發揮其穩定性作用。同時設計人員也要綜合考慮會對鋼結構穩定性產生影響的因素，并進行合理規避。

其次，鋼結構在保持其穩定性的同時鋼結構的相關性也較強，在進行鋼結構實際應用過程中，一旦鋼結構部分發生結構變形，就會造成建筑物整體傾斜或者坍塌，這是因為鋼結構的相關性特征造成鋼結構一個部分出現問題其他設計結構也會受到影響，導致整個設計結構的穩定性降低。

最后，在設計時要遵循統一性原則。設計人員在進行鋼結構框架的設計時，要對其進行精確的計算，利用整體架構中的平衡關系進行計算，這是較關鍵的部分。但在實際設計中，設計人員基本都是依據自己的設計經驗進行設計，忽略其存在的關系，直接進行整體架構的穩定性計算，這樣對于整個設計來說并不全面，也會因此產生一定程度的安全隱患，必須將兩者同步結合進行計算，才能確保其統一性。

3鋼結構穩定性設計要點

3.1 鋼結構在施工中的合理布局

在建筑工程施工中，鋼結構的穩定性尤其重要。設計人員在進行鋼結構設計時，對結構的局部和整體要進行科學合理的布置，增強其建筑穩定性。我國目前在建筑鋼結構設計中要依據平面體系進行設計工作，所以框架結構是建筑工程能夠順利施工的前提條件。而為了確保平面結構在施工中的保持穩定性，就需要對整體結構進行合理的優化且增加關鍵階段的支撐構件，同時也要保證鋼結構的位置與平面構件的穩定性一致，進而保證整個建筑結構的穩定性。

3.2 載重設計

承重負載能力是鋼結構在進行設計時首先需要考慮的問題。目前的鋼結構主要采用T或者L字形的設計形態，在力學上認為這種結構穩定性更高，將建筑整體的重量進行合理的分散，達到平衡支撐的效果。鋼結構在建筑搭建中會在建筑外圍進行使用，并且要依據結構需要在受力位置進行支撐。同時在使用時要做到對稱，使建筑物的整體作用力分散在每個鋼結構上，避免出現個別鋼結構承重超標。另外，施工人員在進行鋼結構施工時，必須嚴格按照設計圖進行施工，并完全依照設計數據進行相應位置的放置[2]。這就要求在施工中，各個部門都要進行協調配合，按設計標準、設計方案嚴謹施工，將建筑工程中的每一個細節認真落實。

3.3 簡體結構

簡體結構在我國目前的建筑工程結構中的受力性極強，它可以承受水平力并具有較強的抗彎剛度，在建筑外墻或者內墻進行應用，可以起到多重抗震防線的效果。這種鋼結構在高層建筑中的應用更為廣泛，例如我國首都北京的國貿中心，它的內筒就是運用的鋼框架結構，結構剛度較均勻，也具有較好的延展性。

3.4 穩定性

鋼結構的穩定性與所用鋼材料質量有直接關系，必須保證鋼結構整體用料符合設計標準。并且要維持鋼結構的穩定性，工程維修人員要對所用鋼材料進行仔細的檢查，同時針對鋼結構承壓部分力度的極值點進行計算，若出現極值點誤差，及時進行調整，以確保鋼結構在使用中保持穩定[3]。

3.5 鋼結構的防腐抗火

鋼結構的選擇要注重穩定性，且整體構件的設計都要耐火。也可以將防火的涂料在鋼結構的節點位置進行填涂，這就要求所選擇的涂料要有一定厚度，進而保證其防火性。而針對鋼結構因為化學以及電化學導致的腐蝕，需要進行防銹漆的涂抹，并依據建筑工程的整體情況以及后期的養護工作進行防腐涂抹的選擇。

4結束語

綜上所述，在進行鋼結構穩定性設計時，要依據鋼結構穩定性原則進行設計，預防結構失穩造成的建筑事故。只有確保鋼結構穩定，才能保證建筑物的整體穩定。因此，在進行鋼結構設計時要注重穩定性設計，不斷進行鋼結構設計方案優化，增加鋼結構的建筑的整體穩定性能，提升建筑工程的安全系數。

參考文獻

[1] 韓冬杰，賈林毅.淺談建筑工程鋼結構設計穩定性原則和設計要點[J].建筑建材裝飾，2017，（17）：152，155.

[2] 許靜波.建筑工程中鋼結構設計的穩定性與設計要點分析[J].建材發展導向：上，2017，15（4）：159-160.

[3] 蔡濤濤.建筑工程中鋼結構設計的穩定性研究及設計要點[J].環球市場，2017，（4）：311-311.

作者簡介

李鋼（1987-），男，江蘇省泰州市人;學歷：大學本科，工程師， 現就職單位長江勘測規劃設計研究有限責任公司，研究方向：工程結構設計、巖土工程設計。

王杰（1987-），女，湖北省宜昌市人;學歷：研究生;工程師， 現就職單位：長江勘測規劃設計研究有限責任公司，研究方向：水工結構、建筑結構。