论建筑工程中钢结构设计的稳定性与设计要点107

论建筑工程中钢结构设计的稳定性与设计要点
摘要：在建筑工程钢结构稳定性设计中，应结合钢结构多样性的特征，对结构
的承载能力予以考虑，合理分析钢结构稳定性要求，避免因结构变形或承载力不
足而导致各种危险事故的发生。

在钢结构设计中，还要注重与其他结构之间的吻
合性，这样才能确保各结构之间的合理搭配，实现构件的有效连接，加强钢结构
整体的稳定性。

基于此，本文就建筑工程中钢结构设计的稳定性与设计要点进行
简要阐述。

关键词：建筑工程；钢结构；稳定性；设计
1 钢结构设计概述
1.1 钢结构设计的参考依据
对建筑工程项目而言，如果采用的是钢结构，其整体的结构体系存在着明确的参照，在
设计中要严格按照其结构体系的要求来进行，才能充分发挥钢结构的优势。

从钢结构的整体
设计来看，有关设计人员需要从经济性与物理性的角度，保障钢结构设计的科学性。

由于钢
结构中，钢材是主要的材料，其价格相对较高，在设计过程中，需要设计人员从设计成本的
角度，进行钢结构选择。

钢结构设计中，质量也是必须考虑的问题，有关设计人员需要进行
钢结构各个部位的受力分析，保障受力的均匀性，否则，会导致钢结构的失稳。

1.2 结构分析及工程判断
钢结构设计时，设计人员需要结合建筑工程的具体情况，做好相应的结构分析与工程判断。

近年来，随着技术的进步，在钢结构设计时，结构分析与工程判断可以借助于专业的设
计与分析软件来完成。

有关设计人员要获得建筑工程完成的数据与资料，才能在有关的软件
中保障数据分析结果的准确性，保障钢结构设计能够最大程度上满足建筑工程的结构稳定性
需求。

在工程判断时，需要考虑周边环境因素、自然地理因素对结构所产生的不利影响，并
采取必要的措施，实施结构优化。

1.3 钢结构的特点分析
钢结构与传统的结构相比，其优势主要体现在以下方面：1）钢材是主要的材料，这种
材质具有均匀性特征。

2）钢结构的强度较高，自重相对较小。

3）钢结构的塑性与韧性相对
较好。

钢材是一种相对均质的材料，在受到压弯应力的作用下，钢材虽然会产生一定的变形
情况，但是其主体结构不会被破坏，要保持钢结构的整体稳定性，只需要保障钢结构内部应
力的平衡分布即可。

钢结构对荷载的适应性较强，主要得益于钢材良好的塑性与韧性，即使
受到强烈的震动，钢结构可以保持其完整性。

2 建筑工程钢结构稳定性设计的基本原则
钢结构的稳定性设计对建筑工程的安全性有着重要意义，要满足钢结构稳定性设计要求，就需遵循现有既定原则和规律，提升设计水平。

1）稳定性原则。

稳定性原则要求设计者在钢结构设计中，保证各构件及各组成部分设
计的合理性、稳定性，强化钢结构的设计效果。

平面体系设计作为钢结构设计的主要方法，
可以将钢结构设计的具体情况直观展现出来，并对其中存在的问题予以调整和更改，使其与
结构设计图纸保持一致。

2）统一性原则。

该原则要求钢结构稳定性设计中，计算方法和计算结构保持高度的一
致性，利用框架稳定计算方法来加强各项参数数值的准确性、可靠性。

且要对设计中柱计算
长度系数进行有效分析，以加强计算结果的有效性。

3）配合性原则。

要求在设计过程中，将稳定性设计的细节部分与稳定性计算部分相结合，并保证结果的一致性，满足钢结构稳定性设计要求。

3 钢结构稳定性设计的关键要点
1.受力设计
钢结构的一个最重要的指标就是其受力水平，在进行设计时，钢结构的承重负载能力为
首先考虑的问题。

钢结构一般采用T 字形或者是L 字形设计，这是从结构的稳定性考虑，采
用这两种形状可以很好地分散建筑的整体重量，达到平衡支撑的目的。

在建筑工程实践中，
钢结构是建筑物外围的一种常用结构，对建筑物起到受力支撑作用。

在建筑物整体设计中，
钢结构的使用尽量遵循对称原则，其目的是让每个钢结构均匀地承受整个建筑物的作用力，
防止个别钢结构承受压力过大或过小。

除此之外，对钢结构不同部位的受力及稳定性要求也
不同。

例如，对于钢结构中不动支座的要求是防止位移，因此对于这部分的支撑能力要求较高，但是对于钢梁架，除了要起到纵向支撑作用，还需要考虑在水平位置防止其发生扭转。

钢结构不同部位的受力特点要在设计中体现出来，避免因考虑不足而出现失稳状况。

最后，
钢结构的具体施工操作也非常重要，现场施工人员必须按照设计图来严格执行，尽量减少施
工误差，加强部门间相互配合，严格依据标准进行施工，加强细节管理。

2.防腐设计
建筑物在不同的环境下使用会经历不同的自然条件侵蚀，在诸如潮湿、盐雾等特殊的使
用环境下，由于金属固有的特性，容易被腐蚀，影响其稳定性。

通常情况下，金属材料容易
受到电化学腐蚀和化学腐蚀两种不良影响。

现代材料科学针对建筑用金属的使用环境，已经
开发出了针对不同环境条件的防腐蚀涂料。

在较潮湿的环境中，在钢结构表面涂抹抗腐蚀涂料，可以隔绝水和空气这两个大产生金属腐蚀的因素，防止钢结构受到腐蚀。

对于在高盐度
环境下使用的钢结构，容易与海水中的钠离子产生电化学腐蚀，根据电化学反应原理，将金
属材料成为生成物的一方，通过这种方法可以很好地解决钢结构腐蚀问题，从而保障钢结构
本身的强度，实现结构的稳定性。

3.防火设计
钢结构的防火设计主要是通过耐火材料及防火涂料的合理选用来实现的。

在钢结构防火
设计中，首先要根据工程建设的防火等级及防火种类进行合理的规划布局，确定钢结构防火
设计所需的材料及涂料类型，之后按照规范要求，开始耐火材料及防火涂料的选用。

防火涂
料的选择一般以厚度较厚、黏结强度以 0.05MPa 以上的材料为主，钢结构外包防火材料则以
硬质的防火性板材为主。

而防火涂料的选择，要按照防火指数要求合理选购及涂抹，从而优
化各节点部位的防火性能，避免问题的产生。

在钢材的选用上，也要注重耐火性能的检查，
降低火灾对材料带来的影响，保证建筑工程质量。

此外，吊顶设计也是需要重点考虑的内容。

在钢结构防火设计中，可通过多种方案的对比研究，确定最终的设计方案，进而优化建筑整
体防火性能。

4.稳定性相关设计
在钢结构设计施工的过程中，除了要完成稳定性计算，还需要加强对整个钢结构检测工作，严格的检测是确保钢结构材料合格并达到设计要求的关键环节。

临界压力计算方法是预
测钢结构在实际使用过程中承受压力值的常用方法，经常用于钢构检测。

当钢结构承受压力
的测量结果超过临界值时，证明其稳定性已经遭到破坏，需要及时调整钢结构受力设计，避
免出现失稳状况。

重视钢结构内部各个零件的受力分析，优化零部件受力细节，避免出现受
力不均匀的问题，影响整体的结构安全。

结束语
综上所述，钢结构的稳定性对于建筑整体的安全和使用寿命具有决定性的影响，设计人
员在进行钢结构设计的过程中要进行精密计算，综合考虑零部件之间的受力关系，做好钢材
防腐处理，最大限度地避免钢结构的短板，发挥钢结构的优势，从而推动建筑设计的不断进步。

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