王健

【摘要】隨著我國國民經濟的不斷進步，人們對于住宅建設的要求也隨之提高，并促進了建筑施工技術水平的提升，不斷滿足建筑安全與舒適的需要?，F(xiàn)階段，由于具有較高穩(wěn)定性與抗震度等特點，鋼結構在建筑施工中得到了越來越廣泛的應用，不僅可以進一步的節(jié)省空間，還將給整個工程降低成本。因此，高強度鋼材的研發(fā)生產已經成為目前亟待探討和解決的課題，鋼結構穩(wěn)定性設計也成為建筑施工技術進步的重要因素之一。本文根據(jù)我國建筑施工鋼結構應用的基本狀況對鋼結構穩(wěn)定性設計進行研究，分析影響鋼結構穩(wěn)定性的相關因素，針對存在的問題提出解決策略，以供參考。

【關鍵詞】鋼結構；穩(wěn)定性；結構設計；相關因素

1.鋼結構穩(wěn)定性設計中存在的問題

鋼結構穩(wěn)定性問題是指在受到外界擾動的情況下能否恢復到初始狀態(tài)的性能，在鋼結構的使用中，其穩(wěn)定性會受到其本身或者外界各方面因素的影響，具有一定的隨機性，因此，對于鋼結構穩(wěn)定性設計不僅僅要考慮到自身影響因素，還要顧及到外界影響造成的不良后果，才能從根本上阻止各種隱患的發(fā)生。

首先，鋼結構穩(wěn)定性受到其構件承載強度的影響，其中也包括構件材料的應力、截面特征等，都對鋼結構穩(wěn)定性產生影響。整體結構的支撐力與抗扭力性能也十分重要，包括在設計建模設計為了對結構進行分析,所提的假設、數(shù)學模型、邊界條件以及目前技術水平難以在計算中反映的種種因素,所導致的理論值與實際承載力出現(xiàn)的差異,都是影響鋼結構穩(wěn)定性的重要因素，這些在穩(wěn)定性設計時都是必須考慮的。

其次，目前鋼結構穩(wěn)定性設計中存在的問題是大跨度結構設計中如何反映軸力和彎矩的耦合效應。一般情況下，大跨度結構設計中取一個穩(wěn)定安全系數(shù)，不一定能真實的反應網殼結構的受力狀態(tài)，因此，預張拉結構體系的穩(wěn)定設計理論還很不完善的狀況下，整體與局部的穩(wěn)定性之間的相互作用關系也是值得研究的問題。

另外，對于鋼結構來說其穩(wěn)定理論也不是十分完善，而通常人們在設計中時卻是從完善的角度思考，很多隨即因素并沒有考慮進去，就去對其穩(wěn)定性造成嚴重的影響。在實際工程施工中，因為大部分局限于結構參數(shù)的不確定性，就會引起結構響應的顯著差異，所以，鋼結構穩(wěn)定性設計應著眼于考慮隨機參數(shù)的結構極值失穩(wěn)、干擾型屈曲、跳躍型失穩(wěn)問題的研究。才能確保鋼結構應用順利進行。

以上都是鋼結構構件穩(wěn)定性設計中存在的問題，只有不斷完善相關基礎理論研究，加強對影響鋼結構穩(wěn)定性設計的隨機因素加強檢測和控制，才能從根本上使得鋼結構的穩(wěn)定性問題得到根本解決。

2.鋼結構穩(wěn)定性設計原則和特點

2.1鋼結構穩(wěn)定性設計的原則

首先，一般情況下保證平面結構不出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象，需要從鋼結構整體的布置著手，因此，在設計時就要考慮必要的支撐構件，滿足整個體系以及構件局部穩(wěn)定性的要求。同時，在計算平面結構的穩(wěn)定也必須和結構布置保持一致，由平面桁架組成的塔架，需要注意桿件的穩(wěn)定和橫隔設置之間的關系。

其次，在設計時結構計算簡圖和實際計算方式所依據(jù)的簡圖必須保持一致。很多時候為了節(jié)約成本，在設計單層或多層框架的結構時，忽略了其穩(wěn)定性的分析，而采用計算的方式代替分析過程。穩(wěn)定性計算費方式只能從一定的程度上特定因素，計算出的數(shù)值并不是全部參數(shù)而是典型數(shù)值，這就從根本上忽視了鋼結構穩(wěn)定性多樣化因素的發(fā)生，再加上計算會出現(xiàn)部分誤差，就會造成鋼結構失穩(wěn)的狀況。因此，在此基礎上必須要穩(wěn)定性分析和計算相結合，才能有效的保證鋼結構穩(wěn)定性。

在實際鋼結構的設計制造過程中，細部構造設計與穩(wěn)定性的一致性是備受關注的問題，必須要求鋼結構細部構造設計和穩(wěn)定性相一致，是鋼結構設計原則的必要因素。因此，就要求傳遞彎矩和不傳遞彎矩的節(jié)點連接時分別賦與足夠的剛度和柔度，盡量減少桁架節(jié)點桿件偏心現(xiàn)象，支座還要能夠阻止梁饒縱軸扭轉等，保證其穩(wěn)定性能。

2.2鋼結構穩(wěn)定性設計的特點

根據(jù)鋼結構整體穩(wěn)定性的要求來看，對于其穩(wěn)定性設計的特點可以分為整體剛度和失穩(wěn)效應、穩(wěn)定性分析的整體性、穩(wěn)定性計算的其他特點等。剛度和失穩(wěn)效應上根據(jù)現(xiàn)在實行的規(guī)范，軸心壓桿的穩(wěn)定計算法是通過臨界壓力求解與折減系數(shù)法來實現(xiàn)的；由于桿件能夠保持穩(wěn)定性是結構整體的性能和承載力綜合決定的，桿件能否保持穩(wěn)定牽涉到結構的整體，因此鋼結構穩(wěn)定性分析和計算必須從整體進行考量。

另外，在彈性穩(wěn)定計算中，除了需要整體考慮結構的屈曲性能和強度等指標，還有一些其它特點需要引起重視，二階分析即是必須要考慮的因素，對于鋼結構穩(wěn)定性也是十分重要的，采用二階分析發(fā)，可以針對大變形、大撓度的鋼結構進行較為系統(tǒng)準確的分析計算，而對結構內力產生了不能忽視的影響。

3.鋼結構穩(wěn)定性設計中的加固方法

在鋼結構穩(wěn)定性實際施工中受到多方面因素的影響，在先期穩(wěn)定性的設計時就應該找出應急的方法對鋼結構整體進行加固，確保其更加穩(wěn)定。目前，根據(jù)實際經驗，鋼結構穩(wěn)定性加固的設計方式可以從改變結構計算圖形、減輕荷載分布形式、加大結構截面以及連接強度等幾個方面開始著手，進一步的保證鋼結構施工的穩(wěn)定進行。

通常我們所說的改變鋼結構計算圖形的加固方法就是利用荷載分布狀況、邊界條件等，通過增設附加桿件和支撐點，對其施加預應力，而進一步的保證其穩(wěn)定性的方式。這種方式要考慮到空間協(xié)調因素的應用，增加支撐點形成一定的空間結構，通過提高剛度和承載力的方式提高其穩(wěn)定性，使之能承受大部分水平力，以減輕其它柱列的負荷，并在塔架等結構中設置拉桿或適度張緊的拉索以加強結構的剛度。

在設計中還可以采用對受彎桿件改變其界面內力的方式對鋼結構進行穩(wěn)定加固。例如變鉸接為剛結，增加中間支座或將簡支結構端部連接成為連續(xù)結構，調整連續(xù)結構的支座位置等。特別需要注意的是采用加大截面加固鋼構件時，所選截面形式應有利于加固技術，并要求考慮已有缺陷和損傷狀況。當然焊縫、鉚釘、普通螺栓和高強度螺栓連接方法的選擇，也是十分有利于鋼結構穩(wěn)定性的，根據(jù)結構需要加固的原因、目的、受力狀況、構造及施工條件,并考慮結構原有的連接方法確定，這一點在穩(wěn)定性設計時也是必要考慮的方式。[科]

【參考文獻】

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