建筑钢结构设计中稳定性的设计方法研究

建筑钢结构设计中稳定性的设计方法研究

马梓宁

中石油吉林化工工程有限公司,吉林 吉林 132000

摘要：建筑钢结构作为建筑工程中重要的一种钢制结构，它的稳定性设计将直接影响建筑结构整体安全性，故而需予以重视。在此之上，本文简要分析了建筑钢结构设计的重要性与建筑钢结构设计中稳定性设计的基本原则，并通过明确钢结构受力特征、注重钢结构防腐效果、实施钢结构细化设计、充分应用先进性技术等方法，以此增加建筑钢结构稳定性设计的合理性，满足建筑结构设计要求。

关键词：建筑工程；钢结构；稳定性

引言

建筑钢结构设计中稳定性的设计往往受张拉体系与物理因素干扰呈现失稳趋势。对此，设计人员应充分参照建筑钢结构设计要求提出可行性设计规划，以此为建筑钢结构的顺利建设提供重要保障。同时，还应从稳定性角度出发找出关键要素，便于大跨度建筑项目借助稳定性良好的钢结构达成既定建设目标。

1建筑钢结构设计的重要性

钢结构属于钢制材料铸造加工而成的一种建筑结构。因其具备质轻、高度强、韧性好等优势，并在150℃高温下能够保持良好的耐热性，故而通常将其广泛应用于建筑工程中。通常情况下，建筑钢结构相比传统建筑结构，可在设计环节全面参考建筑设计要求，进而在良好的钢结构设计成果辅助下，促使建筑工程结构建设事项得到有效落实。同时，设计人员还需具备扎实的专业知识，依据国家钢结构施工标准合理控制钢制材料，最终可在可靠的建筑钢结构设计结果中减少钢材损耗，以此彰显出建筑工程钢结构设计的节能性与环保性价值。据此，建筑钢结构设计在建筑工程设计中占据着重要地位。

2建筑钢结构设计中稳定性设计的基本原则

建筑钢结构设计中有关稳定性设计是最为重要的设计目标，而在实际设计期间，需要遵循下述三项原则。（1）统一性，建筑钢结构的稳定性设计除了需要参照具体的计算方法得出可靠的设计参数外，还应当把控好钢框架之间的平衡性，这两者之间应保持一定的统一性，避免单纯借助个人经验获取设计方法，否则将引发钢结构失稳现象，从而破坏钢结构的稳定性。（2）连贯性，建筑钢结构并非只具有框架等部分，它还涵盖了螺栓等多项大小不一的元件以及梁柱构造。对此，应注重各元件之间的连贯性，防止出现尺寸不一问题影响建筑钢结构稳定性。同时，还应根据建筑结构的实际建设高度设计钢结构强度，以便充分展现出其承载作用，保障钢结构的稳定安装。（3）稳定性，建筑钢结构的稳定性设计还可以平面化稳定性设计图纸为依托，找到钢结构的主要受力点与支撑点位，这样一来，才能确保在正式施工环节，建筑钢结构能够具备良好的稳定性，也能为我国建筑工程质量的有效提升起到优化作用，促使立体化建筑钢结构表现出突出的实用价值。

3建筑钢结构设计中稳定性的设计方法

3.1明确钢结构受力特征

建筑钢结构中稳定性设计需要进一步明确其受力特征，之后利用协调对称的钢结构增强稳定性，这样才能为建筑物的稳定建设奠定坚实基础。常见的稳定性良好的两种钢结构类型有“L型钢结构”与“T型钢结构”，根据钢结构的受力特征可分析出在实际安装建设环节，其受力点应具备较强的承载支撑力。比如在判断钢结构稳定性时，可通过验证钢结构的位移与扭转情况，对钢结构稳定性设计提供指引方向，以此避免设计不当出现失稳状况。同时，设计人员还需清楚的了解钢结构的连接模式，即焊缝式、螺栓式、铆钉式，其中所选用的螺栓元件应具备较高的抗压强度，以便在固定钢结构时能表现出显著优势。一般而言，建筑钢结构中的受力部分主要集中于桁架、钢柱、钢梁上。设计者应当根据钢结构的重要受力点找到适合的稳定性设计方法。比如在高279m的建筑物中，采用混凝土与钢的融合施工工艺建设建筑物顶盖，并实现焊接、螺栓的联合施工，最终能为高层建筑钢结构的稳定性设计提供重要保障。因此，理应结合施工图纸找到钢结构受力点，由此提高钢结构的施工水准，降低施工失误率。同时，还应从钢结构稳定性系数角度进行验算，以某工程验算数据为例（如表1）所示，参照设计图纸标准判断是否符合施工要求。

表1钢结构稳定性验算内容

3.2注重钢结构防腐效果

钢制材料原本属于一种金属类物质，故而极易遭受外界破坏出现腐蚀现象，这样将造成钢结构无法表现出良好性能，最终降低其稳定性。据调查：因钢结构遭遇腐蚀而引发的建筑事故率达到了30%。对此，在钢结构稳定性设计阶段，还应专门针对钢结构稳定性设计提出防腐设计建议，由此在高防腐性下保障钢结构的稳定性。在钢结构防腐操作过程中，不但可促使钢结构拥有长达50年及以上的使用年限，而且还能降低钢结构保养成本，以此展现出建筑钢结构的经济性特征。常见的建筑钢结构防腐方法如下：其一，优化钢结构原料。比如在钢结构生产期间可向原料中投放“镍铬”物质，进而增强钢结构的抗锈性，从而促使钢结构不易腐蚀。同时，还可利用纳米粒子，使其不易老化，以便在钢结构后续利用阶段具备良好的稳定性。其二，实施表面涂层。设计者可在钢结构表面涂上一层具备耐腐性的涂料如“环氧底漆”、“锡铜涂层”等。在钢-混凝土结构中选用混凝土材料时，也可以PH值为12的碱性材料作为辅助，以便钢结构表面能够自行生成一层保护层。在混凝土配制期间，也可加入一些“防腐剂”，促使钢结构达到预期稳定性设计效果。

3.3实施钢结构细化设计

在设计钢结构稳定性时，还可通过细化设计方式预测钢结构承压情况，由此了解钢结构是否符合建筑建设需求，最终可确保钢结构的稳定性与建筑标准实现一致。具体可从稳定性计算与检测两个部分出发：其中稳定性计算可采用“系数计算法”与“分析法”对钢结构的荷载力与残余应力加以计算，以此掌握钢结构的承压情况，之后再以建筑项目要求的抗压强度为标准判断钢结构是否达标。而在钢结构检测过程中，可利用“临界值法”对临近钢结构失稳的数值进行推算，比如在超出一定压力后，钢结构将发生位移或偏转现象，此时可借助“细化设计”方式逐步还原钢结构稳定性临界值，促使建筑钢结构在建筑物中发挥出真正作用。

3.4充分应用先进性技术

在钢结构稳定性设计中，还可应用高新技术作为辅助，以此参照理论值找到对应的实践值。以BIM技术为例，它能根据建筑钢结构标准设置尺寸相当的信息模型，然后经过系统计算可在建模环节知晓钢结构稳定性的最佳参数值。由于理论与实践有着一定误差。据此，经由BIM技术得出理论上钢结构稳定性设计数值后，可先行开展“稳定性试验”，进而在消除不利因素后判断现实中建筑钢结构是否能够保持良好的稳定性。所以，需充分利用先进的设计技术为其提出可靠的参考数据，便于在增扩钢结构建设空间的基础上能长期保持较强的稳定性。建筑钢结构稳定性与设计技术两者间属于相辅相成关系，应积极参照设计技术给出的数值，促使钢结构无论在设计环节还是安装部分都能展现出突出优势。

4结束语

综上所述，建筑钢结构设计作为建筑设计工作中的重要部分，若能注重稳定性设计，将有助于强化建筑钢结构稳定性，使其为建筑钢结构的平稳运行提供重要保障。同时，还可从受力特征、防腐效果、细化设计、先进技术等方面着手提高钢结构的稳定性，进而为我国建筑钢结构的高质量发展创造有利条件。

参考文献

[1]李雨阁,付艳锋,李云飞.钢结构设计在房屋设计中的重要性与策略探讨[J].居舍,2019(11):105.

[2]王晓亮,张俊生.建筑钢结构设计中稳定性的设计方法探讨[J].绿色环保建材,2020(3):78-79.