建筑结构稳定性重点分析

摘 要：随着经济的飞速发展，我国的建筑业也迎来了高速的发展，与此同时，建筑安全问题也越来越重要，社会各界对工程的质量要求也变得越来越高了。所以为了保证我国工程建筑的质量，在工程建筑的过程中，应该采用注重建筑结构的稳定性，只有这样才能保证建筑工程的安全。

关键词：建筑结构；稳定性设计；要点分析

1 前言

近年来，我国的建筑结构设计在建筑界称得上是一枝独秀了，发展呈不断上升的趋势。同时，我国的建筑在世界领域已经开始崭露头角，所以要想进一步的推动建筑领域的发展，在建筑结构设计中，必须充分考虑建筑的稳定性。基于此，本文主要对建筑结构稳定性设计要点进行了详细的分析。

2 建筑结构的稳定性设计原则

2.1 各个层面确保稳定性

由于建筑结构有关的技术数据很多，其中包含结构的阻尼比、水平载荷系数、抗震强度等等，下面以水平载荷系数作为例子来分析，建筑必须处在十分良好的状况下水平载荷系数才是零，然而在实际的环境中是很难达到的，风载荷都会在不同的水准上对水平方向上的建筑稳定性产生作用，由于这些现实情况，设计者需要依据本地的实质环境状况来设计水平载荷系数，最后防止建筑由于稳定性的因素造成的破坏。

2.2 剪力调整问题

剪力调整问题也是结构稳定性设计过程当中需要高度关注和重视的一个问题，这主要是因为随着我们国家经济水平和技术水平的持续提高，建筑楼层越来越高，建筑形式也越来越复杂，斜柱或者是不对称结构等异形结构出现的频率非常之高，这无疑对建筑稳定性设计提出了更高的要求。目前为止，我们国家在进行建筑设计时多采用简化的方式来进行处理，如竖向构件简化为柱子，斜构件简化成斜杆等，通常情况下这样一种简化并不会产生太大的问题，但是在进行框架柱剪力调整时就会有非常严重的影响，这主要是由斜撑的特點和作用来决定的，斜撑主要还是用作水平方向的支撑，但仍然需要承受竖向上一定的载荷，这样一部分载荷产生的剪力是不能够忽略的，因此，剪力调整问题的良好处理将在相当大程度上提升钢结构设计的稳定程度。

2.3 强柱弱梁的设计

强柱弱梁注重的是建筑设计中柱、梁的整体性问题，这是由于结构在面临很大的载荷时需要塑性铰出现在梁上而不是柱子上，这样才可以确保结构整体在使用过程当中不会产生瞬间损坏，并且在经过一定的外力作用后还能够在很短的时间内快速恢复原始形态。国家的标准对于这些方面有比较明了的规则和条件，强柱弱梁的设计必须对其弹塑性进行计算和分析，只有满足以上要求时才能够认为其合格可用。

3 建筑结构稳定性设计要点分析

3.1 建筑工程中钢结构稳定设计的特点

结构失稳，在形式上具有多样化特点。有时，某一部位从表面上看并不受压或不是主要受压，但仍然会出现屈曲失稳问题。例如在简支钢板梁的端部复板处，一般情况下弯曲正应力较小，比较大的是剪应力。然而，纵横两个方向的剪应力相结合，就可能形成较大的斜向压应力，并导致复板局部失稳。此外，结构的某些部位也有可能随结构变形由不受压变为受压而导致失稳。

对于结构来说，它是由各个杆件组成为一个整体的。当一个杆件发生失稳变形后，它必然牵动和它刚性连接的其他杆件。因此，杆件的稳定性不能就某一根杆件去孤立地分析，应当考虑其他杆件对它的约束作用。这种约束作用是要从结构的整体分析来确定的，这就是结构稳定的整体性问题。

稳定的相关性，指不同失稳模式的偶合作用。例如，单轴对称的轴心受压构件，当在对称平面外失稳时，呈现既弯又扭的变形，它是弯曲和扭转的相关屈曲。另外，局部和整体稳定的相关，还常见于冷弯薄避型钢构件。其壁板的局部屈曲一般并不立刻导致整体构件丧失承载能力，但它对整体稳定临界力却有影响。对于存在缺陷的杆件来说，局部和整体之间相互影响更具有复杂性。

稳定计算的其它特点：在弹性稳定计算中，除了需要考虑结构的整体性外，还要做二阶分析，这种分析对柔性构件尤为重要，这是因为柔性构件的大变形量对结构内力产生了不能忽视的影响，其次，普遍用于应力问题的迭加原理，在弹性稳定计算中不能应用。

3.2 钢结构稳定性的计算方法

3.2.1 整体刚度计算

在现行的钢结构计算规范中，通用的计算方法是轴心压杆稳定计算方法，其主要采用是折减系数方法和临界压力求解法。其中，临界压力由欧拉公式给出。

3.2.2 整体稳定性分析

钢结构建筑是由多种构件共同组成的一个整体，其整体稳定性受各种构件的制约较大，各构件之间是否具有良好的稳定性，是确保钢结构整体稳定性的前提基础。所以，应对其整体稳定性进行分析。

3.2.3 其他特点的稳定计算

钢结构的各种组成构件又能分为两大类，为弹性构件和柔性构件，因而，在进行钢结构稳定性时应重视这一特点。由于柔性构件容易发生变形，进而导致钢结构内部也发生变化，最终对钢结构整体稳定性产生严重的影响，所以，必须重视柔性构件的分析。

3.3 钢结构稳定性的具体分析方法

3.3.1 静力法

静力法的分析原理是结合已经出现了微小变形后的一些结构受力的条件，并根据这些条件来建立相对平衡的微分方程。通过建立的微分方程仔细的计算出构件受力的临界相关荷载。在实际中应用静力法构件平衡微分方程时，应遵循相关设定，具体表现为：直杆构件应该为截面，其压力应始终遵循之前的轴线进行作用。

3.3.2 动力法

当钢结构的结构体系处于平衡状态下时，若是受到一定的干扰，那么整个结构体系就会产生振动，这时应采用动力法对钢结构的稳定性进行分析。钢结构整体稳定性与其所承受的荷载有着密切关联，在钢结构出现变形以及钢结构振动加速时，这种联系更加紧密。若是钢结构所承受的荷载值低于钢结构自身稳定性的极限荷载值时，会出现加速度和之前的钢结构变形的具体方向相反的状况。

3.3.3 能量法

若是在实际应用中钢结构载着保守力并且已经具备结构变形的相关受力条件，那么就能以此条件构建总体势能。如果要计算钢结构的总体势能，则必须满足一个前提条件，即钢结构处于相对平衡的状态下。

4 对于建筑工程中结构抗震设计分析

结构具有承载力高、抗震性能好、施工周期短等特点，特别适用于高耸的高层建筑。在高层钢结构抗震设计中，节点连接良好的抗震设计是保证结构安全的重要一环。连接节点应满足强度、延性和耗能能力三方面的要求，其连接强度应高于相连构件端部的屈服承载力，并且必须有较大的变形能力，用以弥补强度方面的缺陷。钢材本身具有很好的延性，但这种延性在结构中不一定能体现出来，这主要是由于节点局部压曲和脆性破坏而造成的。

5 结束语

综上所述，随着经济的发展和社会的不断进步，建筑结构作为绿色环保建筑与我国的可持续发展战略相符合，所以建筑结构的应用将会越来越广泛，因此一定要对建筑结构稳定性设计进行详细的分析，从而才能促进建筑行业向着更快更远的方向发展。

参考文献：

[1] 王多祥，靳同良.结构设计中稳定性分析探讨[J].甘肃冶金，2014（3）：142～144.

[2] 郑梦龙.谈建筑设计在建筑抗震设计中的重要作用[J].山西建筑，2014（11）：44～46.

推荐访问:建筑结构 稳定性 重点 分析

---