建筑工程中钢结构设计的稳定性原则及设计探讨

建筑工程中钢结构设计的稳定性原则及设计探讨

李曼曼

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摘要:本文先分析了建筑工程中钢结构的优劣性，而后重点分析论述了建筑工程中钢结构设计的稳定性原则，着重从强柱弱梁、剪力调整、结构稳定这三个方面展开论述，最后提出了建筑工程中钢结构稳定性设计的要点，包括受力设计、抗震设计、防腐设计、细节设计和防火设计，指出在建筑工程施工中，钢结构有多方面的优势，所以有广泛的应用。在钢结构设计中要非常重视稳定性，掌握钢结构稳定性设计的要点，以此确保建筑物的稳定性与质量。

关键词：建筑工程；钢结构；稳定性

引言

现在，无论是国内还是国外，都在不断的开发技术，使得防腐涂料、防火涂料、高强度钢板等都在大规模的投入使用。因此，钢结构被广泛地应用于工程的建设中，而且发展的速度也越来越快。建筑在进行结构设计时，每个设计者的设计经验不同，对规范的了解程度也会有差异，因此，在设计问题时，所选择的处理方式也会有所不同，下面对建筑工程结构的设计研究进行了介绍。

1钢结构概述

钢材强度高，在满足稳定的前提下，钢构件截面要比其他材料要小，大幅减少了构件占据空间的体积，提高空间利于率。随着钢产量不断增加，材料成本降低，钢结构在建筑工程中使用逐渐扩大。由于其可实现工厂化，统一标准化施工，不仅缩短施工时间，同时钢结构生产工厂化标准化技术的发展，对建筑业的技术改进起到了推波助澜的作用[1]。与其他材料相比，钢结构有独特优势。首先，钢材的强度和强重比高、塑性和韧性好。钢材在受力状态下，当其内部应力超过允许应力时，不会因发生突然断裂，还可以继续抵抗外部荷载。这种在受到外力作用虽然产生较大变形但不发生断裂的性质，对结构的抗震性能提高十分有利。可以避免因突如其来的地震力而使结构发生整体垮塌。有利于减小地震力带来的结构破坏，减少人员伤亡和降低经济损失。因此，钢结构满足设计人员更高的建筑需求。

2建筑工程中钢结构设计的稳定性原则

2.1强柱弱梁

在建筑工程的钢结构设计过程中，主要会遇到两种情况：一是钢结构同时具备两个方面的特性，即质量良好、实效性好，在这样的条件下，若是水平承载力过大，则梁体会出现塑性铰，二是钢结构的质量不佳或较差，塑性铰可以出现在柱子上。为始终确保梁的承载力大于柱子，需要在钢结构设计过程中把握好一些要点，比如要严格遵循强柱弱梁这一原则。具体来说，通过应用强柱弱梁这一原则，钢结构的抗压性能可以得到有效的提升，整体荷载性能也可以得到提升，即便是受到外力作用，依然可以恢复至稳定状态。

2.2结构稳定

在建筑钢结构的稳定性中，要求各个方面的稳定性均必须保障。为实现这一目标，要求设计人员可以统筹全局，具有全局意识，结合实际情况设计一个最佳的稳定性结构，继而保证钢结构中的每一个布局均具备良好的稳定性。相比于其他的建筑结构，钢结构的优势非常明显，比如可以承载较大的荷载力，也具有良好的延展性、抗震性和抗压性。另外，钢结构所使用的较多构件均可以在工厂加工完成，可以确保质量，不过在使用前为确保建筑物的整体稳定性，必须对所使用的构件做好质量检测。

3建筑工程中钢结构设计探讨

3.1钢结构图纸设计

在钢结构的结构设计中，必须根据实际情况，按照图纸进行详细的施工。在钢结构施工中，根据施工阶段、施工质量、施工工艺等进行施工，设计图纸都有明确的规定，可以说，在工程建设中，设计图纸是很有价值的。在具体的设计中，还要注意材料的准确性，也就是钢筋的种类和规格都要尽可能地控制在一个很小的范围之内，如果两个钢筋的规格大小比较接近，那么就可以采用相同的标准。

3.2加强钢结构防腐设计

如何避免因长期处于潮湿环境或化学腐蚀环境中的钢结构而产生锈蚀，是能否保证钢结构在使用期内材料有足够的耐久性并保证结构安全的关键。钢结构被环境锈蚀后，随着锈蚀程度加剧，其有效受力面积会逐渐减小。同时，锈蚀严重的局部位置会造成应力集中现象，使锈蚀周边断面应力突然增大而导致整个构件失效退出工作，造成结构整体的破坏。因此，设计人员应根据每个项目的具体使用功能和所处的环境有针对性和合理的确定防腐设计方案，选择良好的密封、防水和防腐等保护材料和防腐措施，以避免钢构件在使用期间生锈腐蚀现象的发生。

3.3钢结构抗震设计

近几年，由于地震频发，抗震设计应从总体上提高其抗震能力。即在实际地震设计时，应确保钢结构的均匀性，并使其整体应力分布十分均衡，以钢框架为基础，合理的布置水平、纵向结构，以防止厂房出现变形，即使在地震中，也能保证建筑物本身的抗震性能。在地震中，建筑结构的损坏，主要是由于其承重部件没有满足规定的强度要求，导致结构在地震荷载作用下失去了稳定的支撑点，导致结构的坍塌。因此，在钢结构设计中，必须保证其科学、合理，从而使其整体稳定，并具有更好的抗震能力。在发生地震时，合理的支撑体系可以起到很好的保护作用，并能有效地保障建筑物的整体稳定，使建筑物的结构不至于受到严重的损坏。

3.4材料的管理措施

钢结构材料的选择是首要管理措施。由于工程发展，市场振兴，建材市场取得了高速发展，其中钢结构材料方面也是各式各样，产品型号和材质的选择越来越多，这就要求我们严格控制原材料的选择，严格依据现有的建筑工程行业规范，依据设计方案和指标选择满足施工使用的钢结构材料，在施工源头上保障材料能够满足工程承载力需求，保证施工工程使用的都是合格的钢结构材料。在选材方面要充分对比传统的钢结构材料，避免原有的型材耐火性不足等问题，技术人员重点考察材料的耐火性、刚性、韧性。土木工程会应用到大量的耐火钢材料，这类的材料是工程必需品也是重点关注的容易出质量问题的材料。具体措施建议如下：首先，施工单位严格审查材料供应厂家，提供质量保证，并满足一些列工程标准。与此同时，材料生产供应商资质齐全，资金流等丰富的保证，为工程源源不断提供材料的顺利供应。第二，在钢结构材料到达项目施工现场进行初检，对比工程质量的原材料标准，检查完成，满足要求后才可以进行入库流程，对于不合格钢材的态度要严格处理，杜绝让步接收现象。第三，钢结构材料入库后的保管进行合理分工，专人专项负责，并做好材料的库房管理。

3.5钢结构焊接质量措施

钢结构连接形式还有一种非常关键的形式就是焊接形式，钢结构施工焊接技术也是一项影响钢结构质量性能的关键技术焊接钢结构材料准备工作，要加固钢结构形态，避免摆动晃动等。焊接操作人员进行认真的焊接前准备工作，包含需要使用的各类材料和设备，对周围焊接环境进行了解，做好防护工作。

结束语

钢结构在现代建筑领域中占有十分重要地位，但在结构设计、加工生产、现场组装方面存在优化空间。钢结构从业人员应不断加强钢结构专业知识学习，提高钢结构设计与施工环节的紧密结合，为快速持续发展的中国建筑业提供可靠保障。

参考文献

[1]刘奇志.土木工程施工中钢结构技术应用的问题思考[J].四川水泥,2021（05）:171-172.

[2]杨鎏.土木工程施工中钢结构技术应用的问题思考[J].中国建筑金属结构,2021（01）:128-129.

[3]岳清瑞.钢结构与可持续发展[J].建筑,2021,(13):20～21,23.

[4]卢艺菲.土木工程中钢结构施工技术及应用策略[J].技术与市场,2021,28(12):