建筑鋼結構設計中穩定性的設計方法研究

楊艷

摘 要：新時代建筑項目施工中，鋼結構被廣泛運用于其中，且在土木建筑項目中可以獲得很好的運用，為此建筑項目建設企業均會把鋼結構放到首選位置。最近幾年，因為建筑鋼結構自身的不穩定性缺陷，在建筑項目施工時引起的意外安全事故逐步提升，從而造成百姓對鋼結構安全性存在一定程度的疑惑。該文深入探索與分析建筑鋼結構設計中穩定性的設計方式，并提出針對性的完善設計方案，以供同行業的參考與幫助。

關鍵詞：建筑項目;鋼結構設計;穩定性標準

引言

鋼結構設計對建筑項目施工過程起到至關重要的意義，其結構自身具有一定程度的優點，例如：其自身的強度大、自身較輕，因此在土木建筑項目中運用鋼結構獲得較為顯著的作用。近幾年，伴隨著不斷完善與優化有關制度及重點建筑工程的研發，推動鋼結構的進一步發展與進行。不過鋼結構本身引發的安全事故的逐年增加，對其自身進步與發展帶來極為嚴重的影響，為此更進一步研究鋼結構穩定性設計變得尤為重要。

1鋼結構技術發展現狀

自改革開放以來，國內鋼鐵產能一直位于持續增長階段，特別是近幾年，國內的鋼產能均會已每年400萬噸以上的速度持續增長，鋼產能如此的增長速度，使得中國成為全球鋼產能大國之一，伴隨著我國鋼結構建筑業的飛速發展，不過因為國內建筑業起步比較晚，相關技術人員對其不夠了解，導致我國鋼結構建筑行業發展較為落后。按照不完全統計，現階段中國大多數特殊鋼結構建筑都是外國設計師的作品，中國獨立設計比較少。其次，為提升中國鋼結構建筑物的施工量，中國在一些鋼結構建筑施工過程中操之過急，在沒有充分了解鋼結構知識的背景下對其建筑進行設計和建設，導致中國建筑并未獲得進步與發展，反而出現退后的現象。在這過速發展的建筑領域中，因為鋼結構設計不夠完善與健全，導致建筑鋼結構不夠穩定，從而引發建筑項目的使用壽命縮短，建筑領域發展停滯不前。因此，若想較好的推動中國建筑領域的發展與進步，對于建筑鋼結構的不穩定性及怎么讓通過設計提升建筑的穩定性，已成為中國當前建筑領域研究的重要方向，其處理也是刻不容緩。

2鋼結構提升設計穩定性的標準

2.1配合性標準

整體鋼結構是由眾多單個鋼結構部件采用焊接、螺絲及鉚接固定等連接手法組合而成，最后成為一個大型建筑結構。所以，在設計鋼結構進程中，需充分考量每個結構部件的配合情況，不論是大組件或是小組件均需互相配合，最后才可以完美形成一個穩固的鋼結構。在設計鋼結構時，不可只考慮單個鋼結構部件的穩定，還需充分考量整體部件的情況，通過精密的組合運算，每個部件需進行完美的配合，才可完成整體結構的穩定性，盡可能將每個部件的價值體現出來，確保鋼結構的整體強度。

2.2穩定性標準

鋼結構設計的穩定性標準是指在進行鋼結構設計制作平面圖環節，需按照不一樣建筑物的針對性需求實行鋼結構平面設計圖制作，主要保障鋼結構平面設計圖中的支撐位置，保障支撐位置平面的穩定性。鋼結構平面的穩定性是鋼結構整體穩定性的重心與根本，只有保障鋼結構的構件在平面維持穩定，才可在進行后的立體搭建進程中，防止出現某個位置不穩定的現象。

2.3一致性標準

精準計算是實行鋼結構設計的根本與前提，在進行鋼結構框架設計過程中，需按照實際框架和框架間的平衡聯系來確認計算方式與預期參數，該環節時整體鋼結構設計受力運算的重要流程。但實際操作進程中，大部分設計師過于依賴自身經驗，按照自己經驗直接對鋼結構框架的穩定運算，忽視平衡運算流程，該操作方式缺少合理的運算數據，極易引起穩定關系計算失誤，從而導致鋼結構設計無法實現建筑物結構強度需求，進而導致安全隱憂。為此，平衡運算與穩定運算需一致進行操作，兩者必不可少。

3現階段建筑工程鋼結構存在的不足

3.1分析鋼結構的不足

3.1.1鋼結構本身不具有相關耐火本質，為此在部分建筑結構項目施工時需對其實行對應的防火保護措施，防止引發安全事故的產生。

3.1.2對于耐熱環節，鋼結構雖具備一定的承載力，但若建設進程中氣溫大于150°C，則會超出鋼結構本身可承受水平，導致鋼結構出現變形狀況，因此需選擇隔熱層作為其重要保護手法。

3.1.3鋼結構強度較高，但由鋼結構制作出來的建筑構件強度相對應較低，其重要因素是鋼結構普遍采用薄壁方式存在，組建橫截面積較小，在施工過程中一旦受力過大，其穩定需求與強度需求無法達成。

3.2鋼材自身存在不足

3.2.1鋼材自身的耐熱及耐腐蝕水平相對而言較差，極易形成各類型裂紋。

3.2.2鋼材自身化學成分存在不足。化學成分對鋼材形成過程起到至關重要的價值。比較常見的低碳鋼由C、Mn、Si、S、P、O、N、H等8種化學成分，C、Mn、Si等比較有益的化學元素，但不可產出用量，、P、O、N、H均屬于有害性化學元素，為此，鋼材額化學成分在制作時存在一定程度的缺陷。

4 鋼結構穩定性設計的重要要點

4.1防腐設計要點

建筑物在不同環境下應用會遭受不同的自然腐蝕，例如：潮濕、鹽霧等獨特的應用背景下，因為金屬自身存在的特征，極易被腐蝕，對其穩定性造成不良影響。一般情況下，金屬原材料極易受到化學與電化學腐蝕兩大類的影響。新時代材料合理針對建筑用金屬的應用環境，已研發出不一樣環境背景的防腐蝕涂料。針對于比較潮濕環境，可在鋼結構表面涂抹防腐蝕涂料，能夠隔絕水與空氣這兩種產生金屬腐蝕的因素，避免鋼結構遭受腐蝕。針對于高鹽度背景下運用鋼結構，極易和海水中的鈉離子發生電化學腐蝕，按照電化學反應機理，把金屬原材料當做生成物方，通過該方式能夠較好處理鋼結構腐蝕現象，進而確保鋼結構自身的強度，完成鋼結構穩定性的目標。

4.2穩定性設計要點

在進行鋼結構設計施工進程中，在進行穩定性運算的同時，還需增強對整體鋼結構檢測作業，嚴格檢測時保障鋼結構原材料達標且符合設計需求的重要環節，臨界壓力計算方式時預測鋼結構具體應用時承受壓力值的一貫手法，時常運用與鋼結構檢測。若鋼結構承受壓力檢測值大于臨界值，則表明其穩定性已破壞，需第一時間進行調整鋼結構受力設計，防止引起失穩現象發生。著重分析與研究鋼結構內部每個組建的受力情況，完善零部件受力細節，防止出現受力不平衡的現象，對整體結構安全造成不良影響。

4.3受力設計要素

鋼結構受力能力是其最為關鍵的指標之一，在進行鋼結構設計過程中，首先需充分考慮鋼結構的承受負載水平問題。普遍情況下，鋼結構選擇T字形或是L 字形進行設計，是站在鋼結構穩定性的角度出來，選擇這兩類形狀能夠較好分散建筑物的整個重量，從而實現平衡支撐的目標。在建筑項目施工進程中，鋼結構廣泛應用于建筑物外圍建設，對建筑物起到支撐價值。在進行建筑物整體設計時，應用鋼結構時需嚴格遵守對稱標準，其主要因素是使得各個鋼結構均勻承受整體建筑物的作用力，避免某個鋼結構承受壓力太大或太小。其次，不同部位的鋼結構受力與穩定性的需求也不一樣。例如：鋼結構中不動支座的需求時避免出現位移現象，為此針對于這一環節的支撐水平要求較為嚴格，針對于鋼梁架，不僅需起到縱向支撐的作用，而且還需充分考量到水平位置時避免其出現扭轉現象。不同位置的鋼結構受力特征需在設計過程中呈現出來，防止由于考量不到位而引發失穩現象。最后，鋼結構的實際建設操作也是尤為重要，現場工作人員需嚴格根據設計圖紙來進行操作，盡可能降低施工失誤概率，加大部門與部門間的互相配合力度，嚴格按照相關規范進行操作，強化細節管理力度。

5結束語

總的來說，與鋼結構穩定性強與重量輕的特征相結合，在進行鋼結構穩定性設計進程中，不可單獨選擇統一的設計手法，必須和建筑項目實際狀況相結合，在精準判斷長細比、剖析阻尼數值的背景下，高效采用多種設計手法進行受力、組件及防腐蝕等設計，這樣才可將鋼結構應用于建筑物中的重要意義呈現出來，進而促進建筑領域的可持續健康發展。

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