建筑工程项目中钢结构设计的稳定性分析

建筑工程项目中钢结构设计的稳定性分析

王海刚 姜圆圆 李玉华

同圆设计集团股份有限公司 山东济南 250101

摘要：本文首先总结了建筑钢结构的设计原则,其次对建筑钢结构设计的要点进行归纳。希望能够为相关人员提供有益的参考和借鉴。

关键词：建筑工程项目；钢结构设计；稳定性分析

引言：

在当代的建筑施工当中，钢结构的应用越来越多，一方面，钢结构材料本身强度较高，符合建筑安全性的要求，另一方面，相较于钢结构构件延性更好，可塑性更强，造型更加多变，因此越来越受到行业界欢迎和追捧。随之而来的是钢结构建筑的安全成为重中之重。根据以往的案例，大部分钢结构建筑坍塌均是由于钢柱或钢梁的稳定性不能满足承载力要求，故设计人员对钢结构稳定性需要更深入的学习和研究。

1建筑钢结构的设计原则

1.1保证钢结构设计的稳定性

钢结构稳定性的设计，可以说是整个钢结构设计工作的前提和第一要务，只有钢结构稳定，才能保证施工的安全性和建筑的整体稳定性，施工质量才能得以保证。在科技不发达的时代，钢结构的设计想要保证稳定性难度很大，一般非常依赖设计人员和施工人员的经验，需要在实际的施工过程中根据现场的情况不断对既定的方案进行调整，增加了一定的风险，降低了钢结构的可靠性。随着科学技术的发展特别是电子信息技术、数字模拟技术的发展，使得当下在进行钢结构的设计工作时，能够借助电子计算机和相关的模拟软件轻松的实现不同的荷载分布情况建筑结构方案，同时要求设计人员需要进行实地勘察，收集施工现场的地质、水文、环境、气候和施工方法等具体信息，使得模拟更加接近真实情况，通过多个设计方案找到最优解，才能够在更大的程度上保证钢结构设计的稳定性。

1.2钢结构剪力需要协调设计

常规钢结构建筑外型大都是立方体结构，这类钢结构只要确保材料的质量以及正确的施工方法，一般就能够很好的保证钢结构的稳定性，但是随着时代的发展和经济的进步，人们对于建筑的要求也从原来的遮风挡雨向着功能多样化、外观特殊化的方向发展，这就导致了建筑工程中应用的钢结构往往都是特殊外形的不对称、长悬挑、大跨度、多曲面的结构，这类钢结构的受力和载荷都存在一定的特殊性，在进行设计的时候，不能忽视剪力的存在，但是根据以往的经验，在对剪力进行调整的过程中，可能一些微小的调整都会对其他方向的载荷（尤其是垂直方向）产生重大的影响，因此，在考虑剪力的同时，还应该注意剪力与垂直力以及其他各个层面载荷的协调性。

1.3结构计算简图与实际计算要保持一致

在实际设计过程中，设计人员往往喜欢使用框架柱的稳定性分析来对整个钢结构的稳定性判断，虽然在很多时候，框架柱的稳定性对于钢结构整体稳定性具有一定的代表性，但是由于这种计算方式太过简洁，往往忽视框架柱的长度系数以及其他的指标，导致在进行稳定性评估的不全面，缺乏有力的依据，不能与结构计算简图相一致，可能导致在按照设计图进行施工的时候，对于稳定性的预估不准确，出现一定的问题，因此，要保证结构设计简图与实际计算的一致性。

2建筑钢结构设计的要点

2.1选择合适的钢结构材料

钢结构构件想要保证其稳定性，材料的选择是非常重要的，而钢结构材料的选择，又直接与施工成本联系，设计人员需要根据建筑需求和钢结构载荷需求，选择适宜的材料，这样既能保证钢结构的稳定性，同时还能保证经济效益，一举两得。

2.2钢结构优化选型

钢结构的结构受力体系选型是钢结构设计的重要部分，钢结构选型同时决定了钢结构的外观和载荷、应力情况，部分特殊的造型会导致钢结构应力集中，进而影响整体结构的承载能力，使得钢结构稳定性下降，这样的设计属于华而不实的，以牺牲稳定性来换取美观性和特异性，在建筑施工的钢结构设计中是大忌。

2.3针对构件进行科学设计

钢构件就是钢结构的各个组成单元，是钢结构的基础，在钢结构设计的稳定性中具有至关重要的作用。目前随着建筑水平的不断提升，钢构件的形式、材料、安装方式都不断的推陈出新、迭代升级，这对于钢结构设计人员来讲，既有利好的一面，同时也带来了更多的挑战，现阶段的很多构件设计，不仅仅在强度、稳定性上很优秀，而且安装方面也更加的便捷，降低了钢结构施工中的风险，但是由于安装方式的变化以及钢构件本身的外型和力学性质的变化.

2.4重视涂装设计

涂装对于钢结构的施工来讲，一般是最后一道工序，通过对钢结构构件进行涂装，起到保护钢构件的作用，避免在使用的过程中受到腐蚀，还能避免其他化学反应或者高温、火烧等情况，以此来保证钢结构的使用寿命。不过在设计过程中，涂装设计往往不受重视，往往交由施工人员进行涂装施工，施工人员对于涂装工作的重视程度也有待提高，导致了外部保护材料的涂装出现不均匀、漏涂、涂层错误等情况，直接影响了涂装效果，导致对于钢结构的保护效果不足，影响了钢结构的使用寿命和稳定性。因此，应该在设计阶段，根据施工现场的环境以及建筑用途，制定适宜的涂装方案，选择合理的具有针对性的涂装材料，保证对钢结构的保护效果，提升钢结构的稳定性和使用寿命。

结束语：

随着时代的发展和进步，近年来，我国建筑行业取得了突飞猛进的发展，不仅仅在国内的经济发展中贡献了巨大的力量，逐渐成为了支柱产业之一，还在世界范围内崭露头角，一些领域内的建筑设计施工水平走在了世界前列，支援性钢结构建筑和跨国合作钢结构项目越来越多。但是，需要注意的是，就目前我国整体的建筑行业水平来讲，从各个方面还与西方发达国家存在不小的差异，仍旧还有诸多需要进一步努力的地方，本次主要总结就目前建筑领域应用广泛的钢结构设计的稳定性情况，目前我国对于钢结构的应用存在一定的盲目性，设计针对性差，造成了一定数量的事故发生。

参考文献：

[1]论建筑工程中钢结构设计的稳定性与设计要点[J].叶昕.花炮科技与市场.2020(01)

[2]建筑工程中钢结构设计的稳定性与设计要点探究[J].周劲.门窗.2019(21)

[3]探索建筑工程钢结构的稳定性设计策略[J].安喜红.中小企业管理与科技(上旬刊).2018(05)