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中国葛洲坝集团路桥工程有限公司
摘要：在建筑工程中，钢结构占据着重要的位置，其稳定性与建筑物的后续使用安全密切相关。基于这种情况，为了保证钢结构的整体安全，有必要保证钢结构的稳定性。这需要钢结构稳定性设计的支持。在此基础上，探讨钢结构设计的稳定原则和要点具有重要的实用价值。
关键词：建筑工程；钢结构设计；稳定性
最近几年我国工业发展的态势迅猛，加之各类钢结构设计技术和加工工艺的出现，很大程度上促使钢结构设计在工业建筑、工业厂房、火力发电等行业的建筑领域有了更多的应用。钢结构设计拥有施工快速、节省工期、价格较低的优势，但也存在些许问题和不足，只有充分认识其优劣势所在，才有可能在后续的厂房建筑、结构设计中，对其采取更为有效的利用。
1钢结构建筑的特点
钢结构本身具有较高的强度，在发生地震时，能够很好地消耗部分地震能量，降低地震造成的冲击，从而让损失降到最低。其次，钢结构可以有效承担施工荷载和结构荷载，在具体施工过程中可以节省大量的模板材料，促进了施工成本的降低。此外，钢结构建筑对现代住房产业的发展有很好的适应性，其商品化程度较高，在工业生产中适合批量生产。
2钢结构设计的优势
2.1钢结构开间较大
目前国内大部分工业厂房的设计规模较大，而钢结构因为本身可以承载大跨度的设计要求，故而被多数厂房设计者所选择及应用。与传统的混凝土结构相比，钢结构的设计跨度更大。这种有别于传统的带有一定突破性质的性能，促使钢结构可以实现超过150m的横向及300m的纵向温度区段，能够满足大部分工业厂房建设过程中在温度变形方面所提出的要求。
2.2钢结构的重量相对较小
钢结构质量较轻，有效克服了混凝土结构所具有的抗震性低、工艺繁琐等缺陷。由耐腐蚀性较强的冷轧镀锌钢板所制造的钢结构，不仅提升了钢结构在使用和施工过程中的耐腐蚀效果，更延长了其本身的使用寿命，保障了其所应具有的功能和价值。
3钢结构稳定性设计
3.1结合钢结构剪力
现阶段，建筑工程的形态学越来越复杂，建筑结构中不对称设计的案例比比皆是，逐渐形成了一种潮流。与传统的建筑形式相比，这种新的建筑形式需要在设计稳定性方面付出更大的努力。在钢结构的具体设计过程中，为了简化工作，设计师经常将垂直构件直接标记为柱子，倾斜柱直接标记为斜杆。这种设计方式虽然对建筑的稳定性没有影响，但在进行剪力调整时受到的干扰更大。倾斜的柱子承受着垂直和水平方向的荷载。如果设计人员没有充分考虑垂直荷载，则会产生较大的剪切误差，影响建筑钢结构的整体稳定性。更复杂的是剪切力的具体设计过程，该项目必须考虑实际施工条件，进行综合分析和调整项目的功能组件的建设条件，以满足承载力要求。
3.2防火设计
通常情况下，钢结构的防火性并不理想，当钢材部件受到100℃以上高温的冲击时，随着厂房内温度的不断升高，钢材极有可能出现抗拉强度降低的情况，促使其塑性不断变大；当温度持续上升到250℃时，钢材的抗拉强度又会出现提升，但塑性又会反之下降，甚至出现蓝脆的情况；当温度超过250℃，钢结构会发生徐变；当温度达到500℃时，钢材的强度会严重降低，甚至出现坍塌的情况，所以对于设计者来说要关注工业厂房内的防火设计，以防止后续事故的发生。
3.3抗震设计
首先，在钢结构设计过程中应保证厂房构件布置的均匀性，有利于厂房整体受力，合理布置工业厂房的纵向及横向结构，温差较大时产生的温度应力，会对钢结构的稳定性造成严重影响。为了有效避免这一问题，可以在设计过程中添加温度伸缩缝，并对温度区域长度进行明确，也可以采取双柱或单柱的方式完成设置。
其次，应做好工业厂房钢结构支撑体系的设计工作，确保其合理性和科学性。只有确保合理设置支撑体系，才能让钢结构厂房的抗拉强度得到提升，钢结构支撑体系的设计需要以厂房高度、振动设备、车间吊车设置以及厂房结构形式等内容为依据。屋盖支撑和柱间支撑是比较常用的2种支撑方式，需要对二者进行协调设置，通常会将下柱支撑设置在温度区的中间位置，确保车梁等构件在温度发生变化时能够实现自由伸缩。
3.4细部设计
钢结构的整体稳定性显然有利于正常施工和长期使用。为了实现这一目标，必须加强节点的细节设计。详细的设计有效地弥补了整个项目的缺陷，减少了整个钢结构的缺陷，避免了项目安全和质量的潜在风险。首先，设计师必须考虑整个建筑的初始需求，制定相应的设计方案。钢筋混凝土结构是目前建筑工程中应用最广泛的一种结构形式，大大提高了结构的强度和稳定性。此外，薄壁型材、圆形型材和小角度型材主要用于薄壁轻钢结构。这些结构需要更大的刚性，在建筑的设计和施工中，应确保细节节点的连接符合要求，保证连接的稳定性，保证施工和应用的安全性。
3.5合理设置隅撑
在单层钢结构工业厂房的支撑结构设计过程中，针对柱内侧翼缘和梁下翼缘稳定性不好的问题，可以合理设置隅撑，隅撑可以有效避免此种问题的发生。钢架斜梁承受的压力不固定，使得钢结构厂房的稳定性无法得到保证，隅撑的应用也可以在最大限度地确保某稳定性要求。较大的风力影响容易导致下翼缘丧失平面外的支撑力，从而使得结构的稳定性丢失，这种情况下可以将支撑设计在下翼缘位置。如果遭受到比较大的压力时，右翼缘就容易发生屈曲，若不加以重视，还有可能出现钢架倒塌的情况，所以在钢结构设计过程中应加强对斜梁下翼缘支撑结构重要性的认识。
3.6对钢结构稳定性进行估算
要对钢结构建筑物的整体稳定性进行分析。钢结构建筑物由多种构件焊接和栓接而成，所以，对建筑物整体结构进行稳定性分析，以便利于建筑物结构的布置和钢材的选型。然后，对钢结构建筑框架整体刚度进行计算，目前，对建筑物的刚度计算主要采取轴心压杆稳定计算法，力保建筑物整体刚度的科学性，才能保证钢结构的稳定性。
3.7对钢结构构件和节点进行科学设计
钢结构的构件、节点的稳定性影响着钢结构的整体稳定性，所以，首先要对局部构件截面进行科学的计算，尤其是支撑柱和钢梁，充分考虑钢材的弹性和柔性，例如，对梁腹板抗剪净截面强度进行反复验证、对大跨度钢梁的变形度和承载力度进行反复计算；其次，对栓接构件的螺栓进行科学设计，不仅要选用高强度螺栓，还要科学选用扭剪类型、摩擦类型的螺栓；最后，对焊缝所需要承受的力度和所具有的强度进行科学计算，合理地设计焊缝的长度、宽度等。
结论
简而言之，尽管钢结构是建筑行业不可或缺和重要的建筑材料，但我们也必须承认，钢结构的应用存在许多缺陷，这些缺陷与建筑质量直接相关。因此，在建筑行业的发展中，加强对钢结构稳定性的关注和研究很重要。一方面，钢结构稳定性的设计者必须加强对专业技能的研究，不断提高设计水平和能力；另一方面，参与建筑的人应当加强设计理论的研究。我们相信，在许多领域的共同努力下，我国建筑部门钢结构的稳定性将不断提高。
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