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

摘要:钢结构在建筑工程中是非常受欢迎的，不仅应用优势多，还能提高建

筑物的美观度。但是钢结构在施工中，会存在某些因素影响钢结构的稳定性，影

响建筑物的整体质量，严重的情况会造成无法估计的后果。因此，设计人员在设

计钢结构时，务必要遵守钢结构稳定性的设计原则，明确设计要点，保证钢结构

的稳定性，为我国建筑行业的可持续发展做出贡献。

关键词：建筑工程；钢结构；设计；稳定性

引言

随着社会经济水平的高速提升，现代化城市建筑得到了相应的发展，在建筑

工程当中会使用到钢结构设计，在进行钢结构设计的时候，必须保障钢结构设计

拥有较高的稳定性，让建筑结构拥有较高的安全性，让建筑工程拥有较高的质量。

1建筑工程中钢结构设计的稳定性原则

1.1强柱弱梁

钢结构设计时，主要分为两种情况：①钢结构质量好而且具有一定的实效性，此时当水平承载力过大时，梁上就会出现塑性铰。②钢结构的质量较差，塑性铰

就会出现在柱子上。为了保证梁的承载力大于柱子的承载力，在钢结构设计时，

要注意强柱弱梁的原则。该原则能加强钢结构的抗压性，提高钢结构的荷载性能，保证在受到外力时，能够恢复到稳定状态。因此，设计人员要注意分析和计算钢

结构的承载力，使塑性铰能够出现在梁上。设计人员在选择计算方法时，必须要

保证钢结构的设计方案与计算方法的参考方案相一致，才能确定系数的准确性，

保证钢结构的安全性和稳定性。

1.2剪力调整

现在人们的生活水平逐渐提高，对建筑物美观性的要求也越来越高，因此斜

柱在建筑工程中的应用不断增加。斜柱的应用能使构件存在一定的倾斜角度，形

成不对称的建筑形态，但是要想保证该结构的稳定性，设计人员务必要设计一定

的剪力。很多设计人员在设计钢结构时，直接将斜杆当做斜柱来设计，该方式虽

然不影响钢结构的设计，但是一旦调整剪力，就容易出现问题。斜柱不仅要承受

水平的荷载，还有垂直方向的荷载，如果在设计过程中设计人员忽略了垂直荷载，则会出现剪力误差，影响钢结构的稳定性。设计人员要结合建筑工程的实际情况，进行相应的剪力设计，保证剪力调整的灵活性和钢结构的稳定性。

1.3结构稳定

钢结构和其他建筑结构相比，优势是非常明显的，它的延展性比较好，抗震

和抗压的效果都不错，承受的荷载也大。钢结构的特点是很多构件都是在工厂提

前加工完成的，虽然质量没问题，但是为了保证建筑物的稳定性，在使用前必须

要进行质量检测。钢结构的设计工艺比较复杂，设计人员在进行方案设计前，应

确保构件质量没问题才能将构件应用于设计方案中。现在的钢结构设计主要是以

平面为主，例如钢结构的框架等，为了保证平面结构的稳定性，需要确定结构竖

向荷载的承受力符合要求。设计人员务必要重视结构构件的质量，采用科学规范

的设计方法，降低安全事故发生的概率。

1.4钢构件的初始缺陷

钢构件的初始缺陷是指运输及安装期间受到外界影响导致应力改变，进而产

生构件变形、失稳、破损的一系列问题。由于初始缺陷具有成因复杂、相对隐蔽、相互关联的特点，如果防控不及时，很有可能对整个钢结构框架的稳定性造成不

利影响。因此，基于钢结构建筑的安全性考虑，必须要针对钢柱安装初始缺陷的

应力进行分析。根据分析结果判断初始缺陷的严重程度，若不符合施工质量要求，则需及时采取应对措施，从而保证钢结构建筑的整体安全。

2提高钢结构设计的有效策略

2.1提高钢结构的稳定性

提高钢结构的稳定性是最关键的工作。根据建筑物使用功能和现场布局，相关工人必须合理选择结构形式，例如：钢框架、钢桁架和网架；建筑物跨度大于等于30m，可选择整体稳定性较好的网架结构和空间网壳结构；对于多层建筑物考虑其经济合理性，可考虑钢框架结构；单层工业厂房考虑整体稳定性较低的门式钢架和排架。设计人员加强对工作的重视，在掌握了钢结构施工的基本原理和国家规范标准后，全面分析钢结构存在的问题确保了所有连接的稳定性。为了控制钢结构的稳定性，选择合理的结构系统，加强钢结构和其他材料之间的结构重叠措施，防止结构及其他无法准确计算的部位活荷载稳定性不足，确保计算方法符合实际结构。例如，在建造扁平结构时，计算和结构布局可以更加统一，并相应补充支撑点，以控制钢结构的不平衡。

2.2受力设计

受力水平是判断钢结构稳定性的重要因素之一，设计人员在设计方案时，首先要考虑的就是钢结构的荷载能力，其次才能考虑其他问题。钢结构的设计以工字型比较常见，主要是为了提高结构的受力能力，减少钢结构的自身重量，起到平衡的作用。为了保证钢结构的受力更加均匀，在设计时尽量采用对称的方式，防止有的位置出现受力过大或过小的情况，造成结构受力失衡。例如，在设计不动支座时，设计人员要保证支座的稳定性，不能出现移动现象；但是设计钢梁架时，只需要考虑它的横向和竖向的受力情况即可。设计人员需要在设计方案中体现出每个构件和结构的受力情况，防止失稳情况的发生。钢结构的稳定性需要设计方案和实际施工相互配合，只有在施工中严格按照设计方案执行，减少人工误差，加强细节控制，才能确保钢结构的稳定性符合实际要求。

2.3重视钢结构的细节设计

细节设计是决定钢结构质量的重要因素之一，科学的处理方式能够提高钢结构的整体水平，保证钢结构中关键点的安全性和稳定性。设计人员要根据实际的结构选择合适的连接方式，避免连接位置由于荷载力过高而出现弯曲的现象，影响整体结构的美观性和稳定性，导致结构存在安全隐患。因此，设计人员务必要重视钢结构的细节设计，尤其是螺栓的使用以及连接处的焊接处理，必须要进行重点检查，仔细分析数据和相关系数，保证连接点的安全性。为了保证细节的处