建筑工程项目中钢结构设计中稳定性分析
时间：2021-01-01 10:21:27 来源：达达文档网 本文已影响 人 
摘 要：近年来，随着建筑工程项目的增多，钢结构设计也有了很大的突破。在对钢结构进行优化设计过程中，需要全面考虑建筑工程实际建设情况，注重对细节要点的合理控制，全面落实设计方案，保证钢结构整体安全性和稳定性，通过对钢结构的合理应用，可以有效保证居住者的人身安全和财产安全，为建筑工程事业实现可持续发展做出贡献。
关键词：建筑工程;钢结构;稳定性
1 引言
对建筑项目中钢结构的应用以及钢结构的稳定性展开研究探讨，找到其中存在的问题，且提出与之相对应的改良方法及处理方案，保证建筑工程项目的安全性及稳定性。
2 钢结构具备的特点
钢结构形式是多种多样的，与普通的钢结构相比较质量更轻的轻型钢结构，与普通钢结构相比承载力更高而钢耗量更少的预应力钢结构，与普通钢结构相比造型美观，钢材使用量更少的空间网架钢结构，与普通钢结构相比强度更高的、用量更少、韧性与塑性更强且广泛运用的钢筋混凝土组合结构。各种钢结构所适合的的建筑也是不同的，都具备自身的优势优点，进行建筑设计之时，应当依据建筑需求进行合理选用。然而不管何种钢结构，稳定性属于一定要考虑到的内容。钢结构工业化、韧性、塑性、质量以及强度都非常有优势，然而确保稳定性的刚度较低，一般需要进行验算。另外钢结构稳定性主要分成局部稳定性以及总体稳定性。一般单个钢构件杆件对于大型建筑来说并不能起到充分的承载力作用，一定要很多单个钢构件进行有效连接之后进行整体受力，而采用不同接连方法最大的承受力同样是存在差异的，这必须进行科学研究决定。从局部观察分析，若干小型钢杆件组成较小构件，也能够承受一定压力，逐层细分，都必须要在进行钢结构设计之时进行考虑，防止由于一个小问题而导致钢结构整体的垮塌。
2.1 重量轻、强度高
现阶段建筑工程施工过程中，通常会首先选择钢结构施工要点，其主要原因是钢结构综合应用性能优势明显，可以强化建筑结构整体安全性。
2.2 可塑性强
在钢结构应用过程中，会体现出很强的可塑性特点，因为建筑行业属于高危行业，在进行施工建设的过程中，会经常因为遭受到外界的撞击或者其他作用力，发生形变现编，运用钢结构框架之后，能够有效控制形变问题的发生。
3 钢结构的失稳影响因素
3.1 分支點的失稳
存在此类问题的原因在于没有对分支点结构进行合理设计，进而会导致局部失稳现象，主要因为直杆轴心改进过程与平板受压面改善过程发生问题而导致。
3.2 极值点的失稳
由于偏心受压构件采取的是钢材，因此若是极值点达到一定水平便会发生失稳问题。在开展工程项目建设工作的时候时常会出现偏心受压现象，尤其是在处理非对称结构以及进行异形承载设计之时，还有就是在进行建筑工程施工之时选用高质量附属物，这些都会导致设计内容与实际情况存在冲突，进而会造成失稳问题。
3.3 跃越失稳因素
此类因素和上述两种是存在差异的，既不属于平衡分差点，且不属于极值点。是属于从丢失平稳然后跳跃至另一稳定平衡的一种状态。换句话说就是这类失稳问题是建立在以上两类失稳结构基础上的发展结果，整体结构出现不稳定的状态，这对建筑安全性会产生严重影响。当项目工程存在跃越失稳问题的时候，一定要迅速加强加固且根据结构特点进行调节，在整体稳定性评估合格以后才可以继续投入运用。
3.4 其余失稳因素
除去以上三种影响之外，钢结构之中比如一些连接件的变形腐蚀问题，以及一些钢结构主体由于外力及温度等环境影响而出现破损问题，同样会导致结构不稳定，从而变成失稳问题的主要影响因素。
4 钢结构的稳定性计算
4.1 静力设计法
静力设计方法一般是运用到钢结构弹性计算系统当中的，被称作欧拉法，属于运用在钢结构稳定最大承载力计算中的基础性方法。采用弹性计算法来确定微分计算方程的时候，必须达到一定的力学与结构假定。第一，钢结构材料必须符合虎克定律的基础性要求，材料应变以及材料应力间要互成线性关系。第二，计算模型需要和实际结构间相互统一，要能反映出实际弹性受力。第三，保证施工过程准确合理，防止不合理的施工操作造成实际模型和计算模型间存在出入。
4.2 塑性设计法
塑性结构原理决定了结构元件强度以及塑性要超过标准载荷设计再乘上安全系数。一阶塑料分析以及钢塑分析一般是运用在建立内部强度的构造分析之中。塑性分析法是允许在材料结构进入到可塑性以后再对内力进行重新分配，然而材料结构一定要具备充足的可塑性。在进行设计的时候，对法兰尺寸与横截面进行限制。塑性设计法属于非线性的，然而无法将结构设计的材料范围以及结构特点反映出来。
4.3 动力设计方法
动态方法主要是运用在结构动态稳定性计算当中。若是它因为轻微影响而振动，那么便说明了振动加速与结构变形已反映到结构应力之中。若是静态静载荷值很小，那么形变方向与加速度不同，干扰彻底消除之后，运动会不断变化成为静态，而且结构平衡状态会保持稳定状态。若是稳定性与负载是在基于最大负载条件下发生变化，那么变形方向与加速方向是相统一的，在干扰消除以后，这种移动也会消除。它依旧处在发散状态，所以结构平衡状态是处在不稳定状态，而临界状态属于负荷而且属于一种结构不稳定的负荷。依照结构振荡频率是零的条件进行分析研究。
4.4 钢结构的抗震设计
加强对钢结构间稳定性关系的掌握能够确保钢结构稳定性的一种设计，所以需要重视钢结构抗震构造。在进行钢结构设计的时候，钢结构需要尽量保证准确与简捷。进行钢构件连接的时候，需要依照想关实情开展操作。为了确保屋顶框架与屋顶板间有效连接，屋顶柱与梁充分稳定来增强钢结构抗震性，这能够提升建筑物安全性。其次，钢结构抗震强度由选用支撑的形式以及位置来决定，所以进行设计之时重视这些因素，尽最大努力降低这些因素在钢结构抗震性方面产生的影响。
4.5 强节点弱构件
结构构造首先一定要考虑到连接承载水平。因为连接坏损，梁与柱非常低效而且结构同样会坏损。第一应当从梁端的设计内力进行操作，依据强节点弱构件的设计要求对内力进行调节。第二，应当采取有效的技术方法，比如：光束的端部释放，框架构件能够显着塑性构造损坏以前变形，其中地震能量用于保障，幅材凸缘部位来确定的刚性元件主要目的在于防止此类型的集中压力。如果采取节点加焊接盖又或是开启梁下凸侧，连接灵活性与整体轮廓束相比较承载力是更大的。采取法兰连接抗冲击性一定要满足相应的要求标准。
5 结语
综上所述，我国的建筑行业发展也已经到达一定的水平，建筑施工技术以及设计质量已经得到跨域式增强。建筑工程施工中，钢结构以建筑高度高、结构跨度大、形式多样化、施工安装快捷、施工周期短、投资少回收快、能方便满足工艺生产的需要等优越性深受青睐。针对我国组合钢结构的施工现场运用情况，要运用合适的方法手段，对钢铁结构进行改进优化，以此来最大化提升工程项目中钢结构的稳定性。采取合理科学的改进措施与处理方案，进而来有效保证未来建筑建设工程的总体质量。
参考文献：
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作者简介：
侯帅（1991—）男，汉族，助理工程师，天津市，硕士学历，土木工程专业，结构工程研究方向。
