建筑工程中钢结构设计的稳定性原则及设计探讨

滕岩峰

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摘要：最近几年，由于人民对生活质量的持续追求，对建设领域的需求也越来越高，在结构型式、材料和施工技术方面都有了很大的提高。在目前的建设项目中，钢结构得到了很大的运用，并且起到了很大的作用，其中最主要的一点就是，它可以利用自身的稳定和重量来增加建筑物的稳定性。但是，在进行钢架施工的过程中，在进行钢架施工的过程中，在进行钢架施工的过程中，由于各种不利因素的存在，很可能会导致钢架施工过程中存在着一些不稳定的问题，从而给建筑业的发展带来了很大的负面影响。

关键词：建筑工程；钢结构设计；稳定性原则；设计

引言

我国的建设事业，伴随着科学技术的迅猛发展，已经进入了一个新的阶段。在我国，钢结构在建筑中的运用也越来越广泛。钢结构是一种采用碳纤维布作为主要原料，经设计和建造而成的新型建筑。它具有重量轻，空间跨度大，施工快捷，装配性好等特点。

1.建筑工程中钢结构设计的稳定性原则

1.1应遵循“强柱弱梁”的基本原理

在地震作用下，房屋在外部荷载作用下，将受到很大的外部荷载作用，从而导致房屋梁、柱等构件的破坏。如果柱子的破坏程度过大，将会造成房屋整体的倒塌。因此，在实际工程中，应遵循“强柱弱梁”的基本原理，对其进行合理的设计与施工。研究表明，采用“强柱弱梁”的方法，可以有效地降低柱子的受力。在实际应用中，设计者可在梁体上设置塑性铰链，以防止在地震时，柱体的第一个受力。结果表明，该方法满足了房屋地震反应的需要。一般而言，当震害发生时，柱状结构能支撑得更久，其整体稳定程度更高，变形和倒塌可能性也更小，从而更好地保障人民的生命和财产。

1.2重视钢结构构件的设计

在具体的钢结构设计过程中，要进行部件级的设计。在确定了钢架的构造与布局后，既要保证其在常规服役状态下的承载与稳定性，又要保证其在随机状态下的可塑性。这就要求在每一种情况下，按有关的设计规范及结构措施进行计算。但是，为了保证结构的安全性和稳定性，对结构进行了较大的简化，这是一种很不符合实际情况的做法。在工程施工过程中，应结合工程的材质特征，对工程进行全面的分析。

2.建筑工程中钢结构设计策略

2.1提高钢结构的消防设计

在实际应用中，抗火能力较低是钢铁在实际应用中存在的一个缺陷，其机械性质受温度的影响较大。尽管钢铁是一种建筑材料，但是它在材料可燃性划分中，却是不具体的控制要点：（1）根据建筑物的重要性来确定火灾危险类别，从而准确地选定结构的耐火等级；(2)按照建筑结构的抗火能力，制定建筑结构防火设计的科学方法；(3)根据建筑物的用途及面积，进行火灾分区；(4)按照每个消防间隔区域及人群的流量来决定撤离路线；(5)对防火装置进行适当的设置。在钢结构的设计中，要对外表面的阻燃涂层进行适当的防护，以增加其抗火能力，延缓其在火灾中由于强度不够而导致的变形乃至坍塌，为建筑内的人提供充足的时间来进行安全撤离。在钢结构上进行耐火涂层，既能保温又能阻隔火灾，是目前最行之有效的火灾防护措施。但当采用耐火材料时，必须注意耐火材料与耐蚀涂层的兼容性，以防止耐火材料与耐蚀涂层的相互作用。在进行钢结构的消防设计时，要兼顾到经济、安全和施工的科学性，要针对不同的地区和不同的构件，采取合理的消防技术。除此之外，在进行钢结构防火设计时，还应该与建筑内的消防设施相联系，对各种消防设施的管制范围进行严格的控制，对各个单位的逃生通道进行合理的设置，从而实现对人员的安全保障，降低经济损失的目标。

2.2支撑系统

在进行支护结构的优化时，要注意结构的振动、跨度和结构的受力等因素，重视支护结构在工程中的运用。因为不同的用途，所以在对钢结构建筑的支撑体系的设计上也存在着不同的地方。在钢结构建筑中，如果在其上设置了振动设备或者是吊车，那么就必须对其进行支撑体系的设计，而且是水平支承，这样才能够保证钢结构建筑的安全性和稳定性，让它的结构设计更加具有科学性，进一步地让支撑体系能够更好地发挥出它的功效。

2.3受力设计

在进行受力设计时，应以钢筋混凝土框架的承载力为首要条件，而在这一条件之上，则可以进一步进行其他的设计问题。当前， L型和 T型形状在建筑钢结构的设计中是最常用的两种形状，这两种形状都具有可以增强钢结构的承载能力，并且可以降低其本身的质量，从而实现一种平衡的效果。尤其要指出的是，为了最大程度上保证钢架的应力均衡，在设计时应该尽可能采用对称的方法，以减少钢架应力不平衡的危险。作为一个实例，在不动支架的设计中，需要保证支架的稳定，防止支架的位移。又例如，在进行钢筋混凝土框架的设计时，要着重考虑钢筋混凝土框架的纵向和侧向的应力。总之，在对建筑钢结构进行受力设计时，每个部件和结构的应力都要反映到设计方案中，以防止发生不稳定现象。尤其要重视的是，为了保证建筑钢结构的稳定，要将设计和施工两个环节都掌握好，在施工中要按照设计计划进行，尽量降低人为因素的影响，做好各种细微的控制。

2.4明确防腐设计规范

在进行钢结构建筑的设计时，必须要明确的防腐战略，确保在建筑物的防腐设计方案能够切实地落实。在设计时要对钢结构所在的真实环境进行严格的核实，并要根据行业或国际技术标准来进行设计，具体的工作内容包括：第一，要根据所要建造的建筑物的具体状况，正确地选取钢结构的种类，当周围的腐蚀因子达到了国家所规定的水平时，要符合技术要求，在建筑物的承重上也要予以恰当的考量，不能使用格构式部件。其次，对于钢结构所选用的钢板的结合方式，必须符合规范的规范，确保钢筋横断面的6毫米或更厚，其他的各种构造也必须符合规范的规范；最后，当环境中的腐蚀因素达到设计标准时，应根据国家标准选择耐候等级钢材，施工管理人员和设计人员也要根据标准进行控制，确保防腐工作的落实。

2.5优化建筑抗震性能

钢筋混凝土框架的地震反应特性，往往关系到整体结构的稳定与可靠度，因此，钢筋混凝土框架的地震反应特性，是钢筋混凝土框架的重要组成部分。因此，要想在本质上提升建筑结构的设计水准，并延长其使用年限，就需要对钢结构的地震性能进行合理的优化，为后续的工作的成功开展奠定坚实的基础，进而提升工程的施工质量。另外，在建筑项目的设计过程中，设计者应该对项目的建设目的有一个清晰的认识，并对项目进行实地考察，为以后的设计工作提供一些可以借鉴的资料，这样才能确保项目的可行性。值得关注的是，在对钢结构进行设计的过程中，设计者也要不断地对其进行改进，对其进行改进，使其具有最大程度的抗震能力，从而从根本上减少地震灾害对建筑物的冲击，为人民创造一个更加安全舒适的居住环境。

结语

在设计初期，要针对具体的工程条件进行合理的钢种等级的选取，以便进行后续的设计工作。因此，在对其进行稳定性研究时，必须给予足够的关注。采用多种设计手段，对钢架结构进行了合理的分析。所以，在进行结构优化时，必须采用更高级、更细致的计算方式，来代替传统的计算方式，以保证结构的安全。

参考文献：

[1]张朝阳.建筑工程中钢结构设计的稳定性原则及设计探讨[J].陶瓷,2023(03):143-145.

[2]曾宪伟.建筑工程中钢结构设计的稳定性原则及设计探讨[J].中国建筑金属结构,2022(01):102-103.

[3]肖祖辉.建筑工程中钢结构设计的稳定性与设计要点[J].建筑技术开发,2022,49(01):12-14.