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

侯绪涛

山东大卫国际建筑设计有限公司 山东济南 250000

摘要：在建筑工程中，钢结构占据着重要的位置，其稳定性与建筑物的后续使用安全密切相关。基于这种情况，为了保证钢结构的整体安全，有必要保证钢结构的稳定性。这需要钢结构稳定性设计的支持。在此基础上，探讨钢结构设计的稳定原则和要点具有重要的实用价值。

关键词：建筑工程；钢结构设计；稳定性

前言

当前我国社会经济的飞速发展促使建筑行业不断扩大规模，建筑技术上也不断创新进步，作为当前建筑工程的主要结构方式，钢结构具有良好的经济性和稳定性，对于保证建筑物质量，提高防震性能具有重要作用。由于钢结构设计中的稳定性已受到建筑结构行业的重视，相关设计人员在对钢结构稳定性进行设计中应采取各种有效措施以确保工程施工质量和建筑的安全稳定性。

1当前钢结构在建筑结构设计中存在的问题

1.1设计方案不够合理

现代建筑的规模和空间跨度不断促进钢材更新换代，目前钢筋混凝土柱和H型钢屋梁已替代原来建筑钢材。建筑需求的不同，钢材结构不断变化，钢柱使用量也随之增大。钢材价格起伏不定，防火涂料日益昂贵。而在建筑钢结构设计中承接单位因资金供给不匹配和考虑经济效益等原因，在设计时对建筑钢结构使用的产品材料不能满足原来设计要求，设计方案与建筑实际情况存在差异，导致方案合理性大幅降低，从而严重影响建筑施工质量。

1.2设计人员缺乏对钢结构安全性的考虑

目前，我国建筑设计理念上的变化使钢结构设计体系也产生了变化，但由于国家对部分钢结构特别是大跨度钢结构还未设定专门参考系数，这容易使钢结构在施工过程中出现细节上的安全隐患问题。同时由于部分设计人员没有熟练掌握专业技术，在设计中未完全对钢结构在实际运用中所需参数及限值做科学详细研究、试验，对其受力、变形性、稳定性等要进行系统分析，从而导致设计工作科学性不足，建筑钢结构安全性能得不到有效保证。

1.3钢结构设计过程中未考虑到施工难度

由于建筑模式不断创新，从业者在设计上不断接受挑战。建筑模式的多样性也使钢结构构件形式越来越多样化，造成构件横截面多样化，这使施工难度不断加大。钢结构组合、形式随着时代需求不断发生变化，其中一个重要的变化就是节点变化。铸钢节点、球铰节点、锻钢节点等形式层出不穷，特别是大跨度钢结构组成需大量构件，但现实中部分设计人员在设计过程中未进行施工实地调研，特别是许多重大钢结构工程采用设计体系复杂、构件异型的全焊接结构，有较多的杆件相较于节点，不同方向大量的高空对接会导致安装偏差较大.

2建筑钢结构稳定性设计

2.1钢结构的稳定性设计

由于钢结构的整体刚度与钢结构的最大承载力和刚度密切相关，真正的设计过程要求钢结构的集成考虑内部压力的变化和大小，从而减少不稳定的钢结构和失稳的问题。设计单位通常使用平面系统来设计钢结构。为了提高钢结构设计的稳定性，还必须使用完整的结构展开设计。特别是对于单层或多层框架的设计，只需计算框架柱平面的长度系数，就可以知道钢结构的设计是否具有良好的稳定性。请注意，结构设计应确保钢节点在传递曲率时具有良好的刚度和灵活性，确保钢结构构件之间的偏心距离最小。在固定铰支座时，还应保证简单支撑梁的抗弯强度，避免梁纵轴周围的扭转问题。

2.2结合钢结构剪力

现阶段，建筑工程的形态学越来越复杂，建筑结构中不对称设计的案例比比皆是，逐渐形成了一种潮流。与传统的建筑形式相比，这种新的建筑形式需要在设计稳定性方面付出更大的努力。在钢结构的具体设计过程中，为了简化工作，设计师经常将垂直构件直接标记为柱子，倾斜柱直接标记为斜杆。这种设计方式虽然对建筑的稳定性没有影响，但在进行剪力调整时受到的干扰更大。倾斜的柱子承受着垂直和水平方向的荷载。如果设计人员没有充分考虑垂直荷载，则会产生较大的剪切误差，影响建筑钢结构的整体稳定性。更复杂的是剪切力的具体设计过程，该项目必须考虑实际施工条件，进行综合分析和调整项目的功能组件的建设条件，以满足承载力要求。

2.3细部设计

钢结构的整体稳定性显然有利于正常施工和长期使用。为了实现这一目标，必须加强节点的细节设计。详细的设计有效地弥补了整个项目的缺陷，减少了整个钢结构的缺陷，避免了项目安全和质量的潜在风险。首先，设计师必须考虑整个建筑的初始需求，制定相应的设计方案。钢筋混凝土结构是目前建筑工程中应用最广泛的一种结构形式，大大提高了结构的强度和稳定性。此外，薄壁型材、圆形型材和小角度型材主要用于薄壁轻钢结构。这些结构需要更大的刚性，在建筑的设计和施工中，应确保细节节点的连接符合要求，保证连接的稳定性，保证施工和应用的安全性。

2.4对钢结构稳定性进行估算

要对钢结构建筑物的整体稳定性进行分析。钢结构建筑物由多种构件焊接和栓接而成，所以，对建筑物整体结构进行稳定性分析，以便利于建筑物结构的布置和钢材的选型。然后，对钢结构建筑框架整体刚度进行计算，目前，对建筑物的刚度计算主要采取轴心压杆稳定计算法，力保建筑物整体刚度的科学性，才能保证钢结构的稳定性。

2.5对钢结构构件和节点进行科学

设计钢结构的构件、节点的稳定性影响着钢结构的整体稳定性，所以，首先要对局部构件截面进行科学的计算，尤其是支撑柱和钢梁，充分考虑钢材的弹性和柔性，例如，对梁腹板抗剪净截面强度进行反复验证、对大跨度钢梁的变形度和承载力度进行反复计算；其次，对栓接构件的螺栓进行科学设计，不仅要选用高强度螺栓，还要科学选用扭剪类型、摩擦类型的螺栓；最后，对焊缝所需要承受的力度和所具有的强度进行科学计算，合理地设计焊缝的长度、宽度等。

结束语

简而言之，尽管钢结构是建筑行业不可或缺和重要的建筑材料，但我们也必须承认，钢结构的应用存在许多缺陷，这些缺陷与建筑质量直接相关。因此，在建筑行业的发展中，加强对钢结构稳定性的关注和研究很重要。

参考文献：

[1]王国平.建筑工程中钢结构设计的稳定性原则与设计要点分析[J].住宅与房地产，2019（18）：112.

[2]马鑫，陆俊虎.建筑工程项目中钢结构设计的稳定性探究[J].建筑工程技术与设计，2018，000（027）：804.