建筑工程中钢结构设计的稳定性与设计要点

建筑工程中钢结构设计的稳定性与设计要点

况欢欢

桂林市城市规划设计研究院 广西 桂林 541000

摘要：我国建筑行业在改革开放以来取得了较大的发展，而在建筑工程项目的建设过程中，对于钢结构的使用也越来越频繁，在改善钢结构稳定性的方面，需要对钢结构的整体设计进行平衡应力的调整，从而推动建筑工程施工的整体稳定性。

关键词：建筑工程；钢结构；设计要点

在建筑项目施工过程中，经常使用钢结构来保障施工架构的完整和稳定，以此实现建筑工程安全稳定的目标。在施工过程中，首先要确保钢结构的材料、节点和结构形式科学合理，以此来更好地保障建筑的承载效果优良。

1.保障建筑工程钢结构设计稳定性的重要性

建筑工程施工中，采取了多种多样的建筑材料，这些材料以不同的形式组成多样的建筑工程结构。建筑钢结构的应用，是在建筑过程中经常出现的辅助手段，钢结构能够很好地在建筑工程结构中能够支撑起足够的重量，从而促进建筑整体结构的稳定与安全。所以在进行施工时，要根据相应的结构来选择恰当的钢材材料，避免在施工中出现钢结构承载力不够而出现的结构变形、甚至是结构坍塌的问题^[1]。所以，为保障建筑工程的稳定性，在钢结构的设计环节方面，要特别进行重视，从而着重做好对于钢结构细节中应力平衡方面的设计，确保整体的形制、节点和构件的科学稳定。

2.提高钢结构设计稳定性的原则分析

2.1保证钢结构稳定性的综合性原则

钢结构的本身属性比较特殊，通常采取的结构组成也较为复杂，所以在进行设计方面的难度就相对来说比较大。目前，随着科学技术的不断发展，钢结构的设计与组成也经历了较大的变化，能够采取高科技手段，比如信息科技，针对钢结构的应力分布和稳定性来进行更加精密和科学的检测和计算，进而得到比较精确的结果。与此同时，在施工过程中，还要充分结合施工当地的实际情况，对于钢结构的抗震能力来进行综合的分析，对于钢结构构件中的细小部分则要进行应力方面的计算，从而提高钢结构的稳定性和承载性，考虑多种因素，促进钢结构的施工效果得到整体的优化^[2]。

2.2保证钢结构稳定性的协调性原则

当前，建筑工程的形态和规模变化较大，比如在建筑设计里，不对称、不规则的设计经常使用，所以对于斜柱的使用范围越来越广。相对于传统的垂直柱来说，斜柱的倾斜角度较大，要想保持稳定就需要对剪力进行科学的规划和设计。在设计图纸中，设计师通常将垂直构件简化表达为垂直柱，斜柱则简化表达为斜杆，虽然不会对建筑物的稳定性造成实质性的影响，但如果对剪力进行相应的调整就会收到干扰，因此设计人员就要综合考虑柱体的协调性，从而对于垂直方向和倾斜方向的受力进行均衡、综合的计算，从而使得钢结构在保持稳定性的同时促进整体建筑结构的安全与稳定。

3.提高建筑工程钢结构设计稳定性的具体措施和建议

3.1选择适配性高、性价比高、综合实力强的钢结构施工材料

建筑工程中，钢结构的施工环境相较其他环节都比较特殊，尤其是这类结构所要承受的各方面的压强都比较大，所以对于钢结构材料的选择与要求自然也比较高。这就要求建筑施工单位和企业对于钢结构的施工材料进行科学合理的采购与挑选，确保钢材的质量、硬度和延展性都能满足建筑工程施工的需要，同时还要对钢材的焊接工艺进行严格的检测，确保焊接的工艺符合建筑工程项目对于钢结构的要求，促进整体建筑工程的安全性、稳定性不受到影响^[3]。

3.2结合建筑施工的实际情况进行钢结构的选型设计

钢结构本身的稳定性和应力的分布状况有着密切的关联，而钢结构的形制也能在很大程度上影响到应力分散的情况，也就是影响到钢结构本身的稳定性。而钢结构作为高强度支撑起整个建筑总体结构的关键着力点，其对于建筑总体的重要性不言而喻。所以在建筑设计中，就要对钢结构的选型设计做好严格的把关，对于设计方案等进行进一步的优化，集中处理建筑结构中的各个方向的力学关系，确保应力能够处于相对平衡的状态，进而更加有效地保障建筑整体运行的安全、可靠。

3.3做好建筑工程钢结构稳定性设计中的构件设计

在建筑工程的钢结构设计中，构件设计是重要的组成部分之一，构件的设计和钢结构总体的设计都要保证应力平衡的状态，所以对于构件的材料与形制，构件的安装和组成方式都要保证处于应力平衡的状态之下，以便提升构件在钢结构中起到的作用，从而保障钢结构的稳定和平衡。在建造钢结构的相关构件中，所采用的施工材料是和主体钢结构保持一致的，以便在保证应力平衡的基础上实现力学的相互传导，从而在钢结构的内部形成稳定的心态。与此同时，钢结构的强度、性能等也要与整体钢结构保持一致，避免出现力学上的不平衡现象。此外，对于钢结构的横截面处理，需要进行全方位的思考和整合，以便更好地满足钢结构对于建筑主体的支撑作用^[4]。

3.4做好建筑工程钢结构的外层涂料涂装

钢结构建成后，施工单位和企业要针对钢结构的整体结构进行外表面防腐、防火涂料的涂装，以达到延长钢结构使用寿命，维护其后期使用的目的，为钢结构在一些极端情况下，比如火灾、酸蚀等发生时还能保持自身稳定性作保障。在进行钢结构的稳定性设计工作时，就要将涂层工作纳入考虑的范围，选择适合的涂层顺序，并优先选择防腐、防火等性能较强的涂料，先涂防腐材料，再涂防火材料，同时这两种材料的组成成分不能发生化学反应。而对于一些关键的构件，则要将二者进行混合的涂装，已达到更好的防腐和防火的效果

^[5]。

3.5做好建筑工程钢结构设计中的节点科学设计

钢结构的节点设计是确保钢结构总体稳定的重要环节，在进行钢结构的节点设计时，需要对施工进行全面的布局和设计，确保节点设计能够符合钢结构整体的使用于设计需要，并有针对性地分析钢结构设计中的各类影响因素，同时进行优化与整合，确保整个钢结构整体都处于较为稳定的状态。与此同时，设计人员进行建筑工程钢结构的设计时，也要考虑到施工方面的相应要求，从而将钢结构中的各类节点进行升级，以更加便捷和清晰的方式完成节点的连接，设置更加科学合理的施工技术，以达到更好把控建筑钢结构节点应力效果的局面，为后期建筑工程的安全施工、稳定作业打下良好的基础。

结束语：

综上所述，随着我国人均收入的不断提高，建筑行业作为与人民生活息息相关的行业，也取得了不小的成就。而建筑项目的多样化也催生了对建筑稳定性的更高追求，在此基础上，钢结构的出现和应用就显得尤为重要。钢结构作为建筑工程中承载建筑本身负荷，提高建筑稳定性的存在，为建筑对艺术的追求提供了广阔的空间，可以创作出更多标志性建筑物，通过钢结构对建筑美和力学不可思议搭建造型提供了可行性，同时对于建筑工程的使用功能和安全稳定有着至关重要的影响，所以对于钢结构的稳定性，在设计环节就要引起重视，贯彻综合性、协调性的设计原则，从钢结构施工材料、选型设计、构件设计、节点设计和外层涂装等多个方面综合提升钢结构的稳定、安全，继而保障建筑工程施工项目本身整体结构的牢固，为人民群众的安居乐业提供坚实的基础，为城市魅力增添科技感，现代感，未来可期。

参考文献：

[1]林永洪. 房屋建筑工程的隔震结构设计——以中房·玺云台项目一期住宅工程为例[J]. 工程技术研究,2021,6(20):155-157+193.

[2]孙文林. 高层建筑地下室基坑支护工程结构设计与施工问题分析[J]. 建筑技术开发,2021,48(07):153-154.

[3]魏捷. 基于BIM技术的钢框架办公楼施工管理与安全风险控制研究[D].合肥工业大学,2020.

[4]牛传波. 冷成型钢管混凝土柱-钢梁-支撑结构体系的应用及其优化设计研究[D].西安建筑科技大学,2020.

[5]曹石. 装配式异形束柱钢框架-支撑住宅结构体系抗震性能与设计理论研究[D].东南大学,2020.