建筑钢结构稳定性设计分析范文

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摘要:在世界经济的快速发展的背景下我国的经济水平也在以惊人的速度在不断的提升，随之我国的各个行业也有了突飞猛进的发展和创新，其中建筑行业的进步与发展尤为明显。在建筑行业中建筑钢结构凭借其优越性而被广泛使用，但是近年来安全事故多发的原因却是因为建筑钢结构稳定性不强的问题。建筑钢结构的稳定性设计影响建筑钢结构的应用，因此本文在介绍钢结构技术发展的基础之上分析了建筑项目中钢结构存在的缺陷和对建筑钢结构的稳定性设计进行了研究。

关键词:建筑钢结构;稳定性;设计

1建筑钢结构

1．1钢结构的材料优势

钢结构主要具备着以下三种优势:

①跨度或者荷载较大的构件和结构广泛地使用钢材是因为它的较高的强度。它们能够有着更强的适应性往往是采用了拥有了良好的塑性和韧性的钢材，它们往往不会因为超载而担心断裂了。钢结构还拥有着良好的抗震性，这是吸能能力和延性的良好决定的;

②钢材的内部组织呈现出来的几乎是各向同性。钢材几乎是具备着完全弹性的，当它们处在一定的应力幅度。当工程力学计算结果展示出来的时候，我们不难发现钢结构的实际受力情况和这个结果几乎是相一致的。那么设计施工的准确度就有了保证，除了弹性之外，还主要是材质在冶炼过程中的变化和波动的范围是很小的;

③钢结构所使用的材料是比较单数的，因此在制造的过程中就不会很复杂。事实上，混凝与的强度和密度的比值是远远小于钢材的比值的。想要在同样的跨度内实现相同的荷载，混凝土屋架的三分之一到四分之一之间重量就是钢材替代混凝土所使用的重量，那么在吊装和运输的过程中就不会有较大的压力。

1．2钢结构在建筑上的应用优势

钢结构拥有着砖混结构和混凝土结构在建筑上的应用优势，这主要和上文所描述的它独特的特征决定的。钢结构的较轻的自重，良好的延性使得建筑物拥有着良好的抗震性，这是因为地震力效应在建筑质量较小的情况下会变得相应小一些，地震效应还会因为延性的良好性一定程度上收到缓冲。除此之外，在传统的建造中想要建造较大开间就需要较为大跨度和复杂的结构，而如今有了轻质高强的钢结构，在创造开放式住宅的时候就更为方便了。在地域应用方面，钢结构建筑表现出来了其他结构无法比拟的优势。在西部地区，那里的冬天时间较长，因此在建筑施工的时候就特别困难，想要加快施工速度和提高施工质量就可以使用钢结构，除此之外，它还能够杜绝了因为低温带来的不必要的麻烦。在北方地区冬季室内采暖所需要的时间是比较长的，因此外墙的保温性能就必须要良好。钢结构就能很好地满足用户这一方面的居住需求。

1．3钢结构的不足

我们不难发现，生活的各个方面都能看到钢结构应用的身影，住宅产业化的发展进程也因为钢结构住宅的产生而加快了步伐，它给社会带来了良好的综合效益。但是，它也存在着一些缺陷。钢材的腐蚀性较差，严格防护需要花费较多的费用和人力。除此之外，钢结构还需要有隔热层的保护，(处在150摄氏度的环境之中)尽管它有一定的耐热性。

2建筑钢结构的稳定性设计

2．1钢结构的稳定性概念

与钢结构的强度概念不同，钢结构的稳定是围绕着“变形”问题而展开的。不稳定的状态出现在了构件所受外部荷载和结构内部抵抗力之间。如何找出不稳定的平衡状态是很重要的，这主要是因为一旦找出了平衡状态就能够避免不断增长的变形导致失稳破坏。在设计的过程中，对强度和稳定之间的关系进行清楚地辨别，同时对引起破坏发生的根本原因进行剖析也是及其重要的。

2．2钢结构稳定性设计要点

(1)钢结构布置必须从体系和各组成部分的稳定性要求整体考虑。按照平面体系设计钢结构，保证平面外失稳不会出现在平面结构上，平面稳定计算应当和结构布置相统一。

(2)实用计算方法所依据的简图和结构计算简图保持一致。通常我们会省略对框架结构设计框架稳定的分析，只是去计算它，计算的常用方法和稳定参数都是假设得到的，因此只有在多有的条件都符合的时候设计者才能够应用。

3建筑钢结构设计中应该注意的问题

3．1钢结构住宅的设计

在通常情况下，钢结构住宅的建造不能超过十二层。结构布置规则性会对钢结构住宅抗震性产生一定程的影响。不规则布置在不稳定的地质活动中遭受到损坏。

3．2钢结构厂房的设计

众所周知，钢结构处于腐蚀生锈的情况下会带来许多的害处，钢结构的强度和承载能力因为受到了腐蚀的侵害变形或者断裂就会导致事故的发生。然而导致钢结构腐蚀的因素有很多。长期暴露在湿度较大的环境中，就会导致钢结构的腐蚀;钢结构的腐蚀还会在一些化学物质中(酸)等之中腐蚀的速度加快了。除了自然因素之外，人为因素也会导致钢结构的腐蚀例如将钢架和墙体的距离控制的太近，对涂料的质量和涂料的厚度的控制不够也会造成腐蚀。因此，钢结构建筑的一项重要内容就是对钢结构进行防腐工作。对于预防钢结构的腐蚀，我们可以采用防腐涂料。对防腐涂料的选择上也要格外的小心，注意其年限和保光保色性。钢材是钢结构的主体材料，因此钢材和链接材料的选择上显得尤为重要。在钢材的选择上，那些高质量且承重结构良好的钢材往往会满足抗拉强度和屈服强度的含量。除此之外，应该注意到的是不同的钢材质量等级被应用在了不同的工作温度下的焊接和非焊接结构的钢材上了。钢材的一个安全隐患就是裂缝。质量较差的焊接，原始的裂缝在运输的过程中的运动贝加大了;一些杂质因子(气体和油污)等会使得焊接过程中气孔的产生，从而导致裂缝的出现。这两种情形都会造成焊缝裂纹的产生。因此，对与焊缝的检验力度的加强对于质检人员来说显得尤为重要。对于焊接的工作人员，在工作之前清理焊接部位和按照相关规程进行操作。对于运输人员来说，尽可能地使得钢材不会发生较大的变形，使受力均匀一些。

3．3钢结构稳定性设计的经验

(1)借助于计算机技术和相关软件的发展。在计算机的帮助下，目前的钢结构设计中结构和构件的平面内强度以及整体的稳定就能够倍计算出来了。无论是结构还是构件的平面外强度和稳定的性能，设计者都应该对此进行计算分析和设计。在设计的过程当中，设计者想要使得效率提高就可以分解整个结构。根据标高分解使得它们简化成了多个布置形式的结构体系，在这种情况之下九尾设计者计算强度和稳定提供了便利。

(2)受弯钢构件的板件局部稳定。对板件的宽厚之比进行控制和限制能够很好地避免在构件整体失效前屈曲的现象的发生。除此之外，如果想要利用板件屈曲后强度来让构件的承载能力达到就需要让板件在构件整体失效之前屈曲。这两种方式都可以实现受弯钢构件的板件局部稳定。

(3)轴心受压构件和压弯构件局部稳定。无论是翼缘板自由外伸宽度和翼缘板自由外伸的厚度之间的比例进行控制，还是对腹板计算高度和腹板的厚度的比例进行控制都可以实现该局部的稳定。如果是出现在了圆管截面上，就需要对圆管截面的外径和壁厚的比例进行控制和设置。

4结束语

在建筑工程中广泛地应用着钢结构，这是和钢结构自身的特点和优点息息相关的，主要表现在了它的较轻的自重、高强度和高工业化程度等。除此之外，更加重要的一个原因就是钢结构建筑是顺应了国家的战略要求。不难发现，在对城市建设水平的提高方面，发展钢结构建筑发挥着举足轻重的作用。因此，我们应当在设计钢结构的过程当中需要全面综合低考虑各方面的要素，材料的优缺点，结构的整体局部以及平面外的稳定的加强和设计。在这种情况之下才能够有效地避免了钢结构失稳破坏的现象的发生，钢结构应用领域的发展也会被极大的促进。

参考文献

［1］贾树军．建筑钢结构工程设计及其注意事项［J］．住宅与房地产，2017(03)．

［2］雷良龙．建筑钢结构设计中稳定性的设计方法［J］．建材与装饰，2016(32)．

［3］赵现鲁．浅谈建筑钢结构稳定性设计［J］．中国建筑金属结构，2013(12).

作者：张轶 单位：陕西燃气集团新能源发展有限公司