在建筑中钢结构的稳定性设计

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摘要：建筑钢结构的稳定性设计是建筑质量的一个重要保证。随着建筑领域的迅速发展，钢结构稳定性设计已经越来越受到建筑领域相关人士的关注和研究。本文主要对建筑钢结构进行了一定的阐述，分析了目前钢结构设计中所存在的缺陷，并对钢结构的稳定性设计进行了一定的探索，旨在为提高我国建筑钢结构稳定性设计水平而提供一些有价值的参考意见。

关键词：建筑钢结构；稳定性；建筑

在建筑领域中，钢结构的应用是十分广泛的，同时也是十分重要的。钢结构直接关系着建筑的稳定性以及建筑的质量。通过调查研究可以发现，近年来由于建筑房结构稳定性设计水平的问题，造成安全事故的产生现象颇为严重。所以，在今后的建筑领域的发展中，要加强对钢结构稳定性设计的研究，从而促进我国建筑领域在钢结构稳定性设计方面的发展和进步。

一、建筑钢结构

1、钢结构的材料优势

钢结构是用钢板、热轧型钢或冷加工成型的薄壁型钢制造而成的。和混凝土等其它材料的结构相比，钢结构具有诸多优势。首先，钢材的强度高，塑性和韧性好。强度高使其适用于跨度大或荷载很大的构件和结构，而塑性和韧性好使这些结构对动力荷载的适应性较强，不会轻易因超载而突然断裂。钢结构还具有良好的吸能能力和延性，这赋予了钢结构优越的抗震性能。其次，钢材内部组织接近于匀质和各向同性，在一定的应力幅度内钢材的反应几乎是完全弹性的，加之冶炼和轧制过程中材质波动的范围小，因此，钢结构的实际受力情况和工程力学计算结果比较符合，有助于提供设计施工的精确性。第三，钢结构是用钢板、热轧型钢或冷加工成型的薄壁型钢制造而成，成材加工且所用材料单纯，因此制造简便。其次，与混凝土相比，尽管钢材的密度更大，但其强度与密度之比要比混凝土大得多，因此如果以钢材代替混凝土来实现同样的跨度承受同样荷载，所用钢材的重量仅为混凝土屋架的1/3到1/4，由于较轻而更方便吊装和运输。

2、钢结构在建筑上的应用优势。

钢结构所具备的上述特点使其在建筑应用上具有砖混结构、混凝土结构所没有的独特优势。首先，钢结构自重轻，且延性好，因此所建建筑的抗震性能优良，因其总质量小，地震力效应相应也小，而其良好的延性也能对地震效应起到缓冲作用。混凝土施工时管道一般需要在梁底通过，这样会占用较大空间，使楼层净高减少。而使用钢结构可在梁腹板处开孔走管道，因此建造相同的楼层高度，采用钢结构可达到提高层间净高的效果。此外，与传统结构需要“肥梁胖柱”才能建造较大开间相比，由于钢结构轻质高强，因此可以简单实现大跨与复杂几何结构，创造开放式住宅。其次，钢结构建筑还有其地域应用优势。如钢结构施工速度快，对于冬季较长不利于施工的西部地区而言其优势明显，在保证工期和施工质量的同时还可以减少因冬季施工所带来的温度等方面的问题。北方地区住宅冬季需要室内采暖，部分地区采暖期长达半年。因此对外墙的保温措施要求较高。与传统的砖墙相比，钢结构住宅的墙体通过选用相应配套的板材而保证具有较好的保温性能，满足用户居住需求，同时也有助于促进建筑节能。

二、目前钢结构设计中所存在的缺陷探讨

钢结构自身的一些特点，使得应用在土木建筑过程中可以获得比较好的收益。但是从长久的实践来分析，钢结构也存在着一些不可避免的弊端，给建筑安全造成了一定的影响。这主要表现在以下几个方面，钢材本身就存在着各种不足，比如在抗腐蚀性和耐火性方面，钢材的耐受力并不高；在建筑工程施工过程中，要应用钢结构，就必须要进行较为严密的防护，这样所需要花费的成本会更高；钢结构在施工过程中，如果温度超过150℃，就已经超过了钢结构的耐受力，这很容易使得钢结构发生变形等，给施工造成一定的安全威胁。

三、钢结构的稳定性设计研究

由上述可知，我国建筑中钢结构稳定性设计的研究对于建筑领域的发展以及建筑质量的提高等多个方面都有着不可忽视的重要作用。然而，我国建筑钢结构稳定性设计方面确实还存在着一些缺陷和不足，严重的影响了我国的建筑质量，所以，对于这一问题的研究不容忽视。笔者在此对钢结构稳定性设计进行了如下几个方面的研究，希望可以为钢结构稳定性设计水平的提高而做出一些贡献。

1、稳定性设计分析

钢结构容易发生失稳的现象，这会对钢结构的稳定性造成很大的破坏。钢结构的稳定性主要是指钢结构的变形问题，钢结构的内部构建所承受的抵抗力和外部所承受的和在两者之间是不平衡的。因此，稳定性的设计的关键是要在不平衡的受力当中，寻找一个相对比较平衡的契合点，以免钢结构产生出比较大的变形，进而造成钢结构失稳，对建筑结构造成很大的破坏。

2、钢结构稳定性设计所应当坚持的基本原则

在进行钢结构设计的过程中，要综合的考虑建筑的实际情况以及在进行使用过程中的一些具体的要求，以最大限度的确保所设计的钢结构可以很好的符合标准。在进行设计的过程中，应当满足稳定性和强度的前提下，最大可能的减少钢材的使用。减少钢材的主要目的是减少本身的自重，以便可以在出现较大负荷的情况下，使得钢结构具备良好的承载能力。在开展施工的过程中，应当最大限度的减少不必要的安装实践和制造实践，以便可以更好的运输和维护钢结构，使得总的成本能够有效的降低。除此之外，所设计的钢结构还应该具备一定的审美价值。

3、进行稳定性设计过程中所应当注意的问题探究

除了要做好以上两个方面的工作外，进行稳定性设计过程中还应该注意一些问题。就笔者来看，首先就应该注意钢结构设计中要重点区分高层建筑和低层建筑。通过研究发现。如果要想保持良好的抗震效果，建筑中应用钢结构应该讲楼层数控制在十二层以下。其次，钢结构的规则性也是影响建筑抗震效果的一个重要因素。所以，在进行钢结构稳定性设计时，要注意钢结构的规则性。其次，在科学技术的支撑下，钢结构稳定性还要不断的向着高科技方面发展，在设计中应用计算机辅助系统，在提高精确度的同时，也会提高设计工作的效率。

此外，要使钢构件受弯部分的板件维持在稳定状态，则可以采用以下方法。其一，对板件的厚度与宽度的比值进行控制，从而使板件在屈曲时承载的能力达到极限，避免在钢构件出现整体失效之前，板件就已经出现了屈曲现象，其二，如钢构件出现整体失效之前，板件就已经发生了屈曲现象，则应利用屈曲强度来增强构件承载的能力。对翼缘板的厚度与其外伸自由宽度两者的比值加以控制，或对腹板的厚度与其计算高度两者的比值加以控制，都能够有效维护压弯构件以及受压轴心构件的稳定。

小结：综上所述，钢结构虽然在建筑领域是一种不可缺少的重要建筑材料，但是，我们也不得不承认钢结构在应用的过程中也确实存在着很多的不足，并且这些不足直接关系着建筑的质量。所以，在建筑领域的发展中，要加强对建筑钢结构稳定性的重视和研究。一方面，钢结构稳定性设计人员要加强在专业技能方面的研究。使得自身具备较高的设计水平；另一方面，建筑领域的相关人士要加强在设计理论方面的研究。我们相信，在多方面共同努力下，一定会使得我国建筑领域中钢结构稳定性设计的水平不断的提高。

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