建筑工程中钢结构设计的稳定性与设计要点探析

建筑工程中钢结构设计的稳定性与设计要点探析
摘要：在现代建筑工程建设中，钢结构已经成为其重点建设工序和工程设计的
重要组成部分，如何做好建筑工程的钢结构设计和建设应用也已经成为建筑企业
所重点关注的问题。

基于此，本文主要对建筑工程中钢结构设计的稳定与设计要
点进行分析，并对现代建筑工程钢结构稳定性设计的有效方法进行了展开分析，
有一定的借鉴价值和参考意义。

关键词：建筑工程；钢结构设计；稳定性设计
1.建筑工程钢结构及稳定性设计概述
1.1建筑工程钢结构的概念
钢结构建筑工程顾名思义就是在建筑工程项目建设中用到的钢结构以刚性材质为主，因
为建筑钢结构本身具备较好的变形能力、较高的强度以及刚性比较强，所以这也是建筑行业
中被普遍关注和使用的建筑结构类型，也常被用于大跨度型和超重型的建筑工程建设中，其
也比较符合工程力学中的各项假定要求；另外因为钢结构本身具有较好的韧性，所以也能够
承受更大的压力荷载，在建筑工程的钢结构设计和实际建设中为了更好的实现其作用，并在
保证工程质量的同时提高工程效率以缩短工期，钢结构的设计也显得更加重要；另外钢结构
在比较专业的机械化生产中也能更好的保证机械自身的精密性和密闭性等优势。

1.2建筑工程钢结构稳定性的特征
首先，建筑工程钢结构本身具有多样性的特点，其稳定性问题也主要反映在建筑钢结构
的设计工作中，同时也是钢结构中的主要受压部分，所以在对钢结构内容设计时要重点关注
钢结构的稳定性；建筑钢结构在实际使用中因为结构的变形会造成不受压部分转变为受压，
如果控制不当就会导致建筑钢结构整体失去稳定，进而产生稳定性问题。

另一方面，建筑工
程钢结构还具有相关性特点，如果钢结构系统中一个杆件出现问题，就会对整个建筑钢结构
系统造成影响，也就是说建筑钢结构系统中整体和局部之间有相互影响作用；最后建筑钢结
构具有整体性，建筑工程钢结构设计本身也是由各种构件所组成的一个整体，结构中的一个
构件出现变形和失稳问题后，其他构件也会受到牵连和影响，所以钢结构稳定性设计很重要。

2.建筑工程中钢结构稳定性设计要点分析
2.1结构计算和构造设计一致
要保证建筑工程钢结构的稳定性，就要保证结构结算和构造设计的一致性，对于不同的
节点连接都要设置与之相对应的柔度和刚度，对于桁架的节点也要尽量减少杆件的偏心；在
涉及到结构的稳定性能时就要在构造上特殊考虑，强度要求也要有针对性的设定。

另外在处
理梁整体的稳定性时一般都可以利用不动铰支座来组织位移和纵轴扭转，允许在平面内转动，在梁端截面自由翘曲，并以此来符合稳定性所要求的边界条件。

只有掌握了建筑钢结构稳定
性的基本概念才能找到并加强稳定设计的薄弱环节，也要明确稳定性设计中要注意的问题。

另外新型结构的出现和广泛的推广应用也给建筑钢结构稳定性设计提出了更高的要求，要在
发展中坚持结构计算和构造设计保持一致的原则，以保证总体结构设计的稳定性。

2.2钢结构中整体与局部的稳定
在进行建筑钢结构稳定性设计时，要保证整体结构的稳定性，一般都要从局部出发，以
平面体系为出发点来注重各构件之间的协调稳定性，然后对框架设计进行稳定性优化处理；
在平面结构中，要有效防止平面失稳现象的出现，工程设计人员就要从结构的整体布局着手，来对支撑构件进行有针对性的改进和优化，并保证平面结构稳定性和布置计算的一致性。

2.3钢结构设计与实际相一致
在进行建筑钢结构设计过程中，设计人员要从实际出发，要因地制宜，根据建筑工程项
目的实际情况和功能性、质量安全及技术性要求来进行结构稳定性设计及其技术优化工作，
以此来提高钢结构稳定性设计方案的可行性和合理性。

在进行建筑钢结构设计时，要采用有
效且可行的计算公式，来对各框架和构建等进行准确的测量，以此来保证各项设计细节本身
的准确性；另外在对建筑钢结构多层或单层框架长度进行计算时，也要严格根据假设定理来
进行对照，要保证实际施工与设计简图的一致性，也有助于提高建筑钢结构的稳定性。

2.4建筑钢结构稳定性设计的技术方法
当前建筑钢结构稳定性设计的方法有很多，应用最为广泛的包括能量法和动力法，通过
动力法和能量法的应用可以更好的确定建筑钢结构系统的临界荷载值，也能给结构稳定性设
计工作提供更加准确可靠的数据支持，以下主要对这两种技术方法的应用进行展开分析：
2.4.1动力法在建筑钢结构稳定性设计中的应用
一般来说，在相对平衡的状态下，如果存在外接干扰因素对钢结构体系产生影响，就算
影响较小也会导致钢结构体系出现振动等现象；而动力法通过应用动力学知识来对建筑钢结
构的稳定性进行分析研究，如果结构系统受到外界环境微小的影响后，钢结构一般会出现一
定程度的位移，位移幅度相对来说比较小，且位移变化的速度也比较慢，动力法就利用这点
因素来对钢结构稳定性的临界荷载值进行测量和计算，以优化钢结构稳定性的设计方案。

2.4.2能量法在建筑钢结构稳定性设计中的应用
这里所说的能量法又称为铁木辛柯法，一般来说建筑钢结构的临界荷载值需要参考势能
驻值来进行确定，而如果外力所施加的荷载低于特定数值，总势能在最小时建筑钢结构的初
始情况一般都会具有较强的稳定性能；而如果外力所施加的荷载高于特定数值，总势能在最
大时建筑钢结构的初始位置则缺乏稳定性；此外还有一种情况，如果外力所施加的荷载于特
定数值相差不大，总势能在经过微小的位移后还保持不变，这种情况下建筑钢结构的稳定性
就将处于一个相对平衡的状态，这时的荷载也就是临界荷载；设计人员也要根据势能驻值的
原理来对建筑钢结构的临界荷载进行分析，以更好的保证建筑钢结构本身的稳定性。

结束语
综上所述，建筑工程本身就是一项技术复杂、涉及专业多且设计工作繁重的系统性建设
工程，在进行建筑工程钢结构设计中需要考虑到众多的影响因素；建筑企业也必须要提高对
建筑钢结构设计的关注，要着重提升建筑钢结构本身的安全性和稳定性，做好钢结构的稳定
性设计，并不断提升自身建筑钢结构设计质量，以此建设更高的质量的建筑工程。

参考文献
[1]石松.建筑工程中钢结构的稳定性原则与设计要点[J].工程技术，2016（9）.
[2]彭声美.标准化建筑工程中钢结构设计的稳定性与设计要点分析[J].中国标准化，2017（10）.
[3]张寿峰.建筑工程中钢结构设计的稳定性与设计要点[J].建筑规划与设计，2018（9）.。