关于钢结构设计中稳定性研究 关于钢结构设计中稳定性研究
李建海 王珍吾 刘良林
(井冈山大学江西南昌343000)
摘要：随着我国社会的发展以及经济水平的提升，建筑业的发展前景日益广阔。因为钢结构具有较高的稳定性和抗震性能，被广泛运用于建筑工程领域。但是，在现代工程史上发现了许多因钢结构失稳而产生的事故，为了确保工程的安全及质量，强化钢结构设计中的稳定性具有重要现实意义。本文首先简要叙述了钢结构稳定性设计的有关原则，然后阐述了钢结构稳定性设计过程之中存在的漏洞，并且分析了钢结构稳定性设计中的加固方式。
关键词：钢结构设计稳定性
在现代许多钢结构的建筑当中，钢结构稳定性较差的情况非常常见。这不仅给施工的过程带来巨大的风险及安全隐患，而且还可能会出现重大的经济损失以及人员损伤情况。目前建筑领域已经对钢结构稳定性设计给予高度重视，这也是该行业的发展趋势，完善钢结构设计中的稳定性，可以在节约资源的同时保障工程的实施质量。
一、钢结构稳定性设计的原则
(一)计算方式与结构简图保持一致
目前，在对框架结构进行分析的过程中，常常是直接进行框架柱的稳定计算，这时一定要保障框架结构计算所给出的基本假设，然后依据结构简图确定具体的结构尺寸，用相应的计算方式进行稳定计算。若结构简图和计算方法不一样时，要调整计算方式，而不是去修改结构简图。
(二)钢结构布置符合稳定性要求
在对钢结构进行布置的过程中，一定要确保每个环节的稳定性要求，切勿将眼光仅放在容易出问题的环节。若处理了平面失稳的情况，不可放任不管，要设计有效的支撑构建来进行消除。与此同时，还需要高度重视杆件的稳定与平面横隔设置之间的关系，确保二者均满足稳定性设计的要求。
二、钢结构稳定性设计之中存在的问题
(一)不确定因素过多
在钢结构体系设计之中，存在许多不确定因素。例如，钢构建承载的强度就会对钢结构的稳定性产生严重的影响，主要涵盖了构建材料的截面特点以及应力等多重因素，而且整体结构的支撑力和抗扭力性能也会在一定程度上束缚钢结构的稳定性。然而在建模设计当中所涉及的数学模型、假定以及边界条件等，以现在的技术水平难以实现，使得在最后的设计环节，理论数值和实际承载力之间存在过大的偏差，这类问题都会对钢结构稳定性设计产生一定程度的影响。
(二)梁—柱单元理论的滥用
在网壳结构稳定性设计之中，梁—柱单元理论已经逐渐成长为了最核心的设计理念。但不容乐观的是梁—柱理论难以全方位地反映出网壳结构的受力情况，比方说轴力及弯矩这二者之间的耦合效应。梁—柱是在整个钢结构稳定性设计过程中，是最为基本的环节。所以在钢结构稳定性设计的实际操作中，梁和柱的稳定性以及这二者之间的力学效应切不可忽视。
(三)预张拉结构体系不够完善
在钢结构稳定性设计中，预张拉钢结构体系是一个不容忽视的关键点。在长时间以来的工程建设过程之中，预张拉钢结构体系一直存在着这样那样的不足与缺陷，没有科学完整的理论体系来对预张拉结构之中稳定性进行深入探讨。所以，这也就难以保障整个建筑工程的稳定性，这也表示建立一个科学完善的预张拉结构体系已经刻不容缓。
(四)忽视了局部和整体之间稳定性的关系
在钢结构稳定性的设计过程中，存在大跨度的钢结构的整体稳定性与局部稳定性计算欠精准的状况。尽管其稳定性计算模仿了过去的案例来确定整体稳定性及部分稳定性间的安全系数，但是并没有根据具体的工程情况来计算出更加科学的安全系数。所以，难以真实地表达整体稳定性和局部稳定性之间的关系，进而无法保障钢结构设计的稳定性。
三、强化钢结构设计中稳定性的主要策略
(一)尽可能缩小不确定成分的影响
在钢结构稳定性设计过程中，不确定成分所带来的影响是无法规避的，但是可以灵活利用一些技巧来缩小不确定成分的影响力。比方说，可以深入分析钢结构的力学性能。至于变更钢结构计算图形的这种加固方式，就是根据边界条件以及荷载的具体分布情况，通过附加杆件的科学设置以及支撑点对结构施加预应力，有效提升钢结构设计的稳定性。
(二)科学使用梁—柱单元理论
梁—柱理论在钢结构稳定性设计中，是最基本也是最为重要的。这就表示，必须对钢结构工程的场地、施工材料以及设计方案等诸多有关事宜进行深入考察，结合梁—柱单元理论，对钢结构设计当中的细部构造、构建之间的稳定性、整体构造以及组成部分之间的稳定性等多重因素进行深入分析，实现提升钢结构设计稳定性的目标。
(三)构建完善的预张拉结构理论体系
对于整个钢结构稳定性的设计过程而言，预张拉结构理论体系是不容忽视的关键所在。在构建了科学完善而且合理有效的预张拉结构体系之后，在此理论体系的协助下，对预张拉结构进行深入研究，所得出来的结果必定是准确科学的，这样也能够从根本上有效提升钢结构的稳定性。
(四)密切关注局部与整体间稳定性的关系
依据工程的具体状况，深入考察施工现场以及材料，计算出科学可靠的安全系数，减小误差，提升钢结构稳定性设计的准确性。比方说，在结构稳定性设计中，把铰接改成钢接，增加中间支座或者调整连续结构的支座位置。
四、结语
钢结构设计当中的稳定性会对工程的安全以及质量产生直接影响，在具体的设计过程之中，各工作人员必须清楚结构构件的实际稳定性，对钢结构稳定性设计之中存在的问题给予高度重视，针对工程的实际情况进行钢结构稳定性设计，避免出现失稳情况而引发重大安全事故。
责任编辑:杨国栋
中图分类号：S611
文献标识码：A
文章编号：1009－5349()07－0198－01
作者简介：李建海，井冈山大学，工程师，硕士，研究方向:钢结构稳定性研究等;王珍吾，井冈山大学;刘良林，井冈山大学。
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