钢结构稳定设计相关问题论文

谈钢结构设计中的稳定性问题分析【摘要】随着我国国民经济的不断进步，人们对于住宅建设的要求也随之提高，并促进了建筑施工技术水平的提升，不断满足建筑安全与舒适的需要。

现阶段，由于具有较高稳定性与抗震度等特点，钢结构在建筑施工中得到了越来越广泛的应用，不仅可以进一步的节省空间，还将给整个工程降低成本。

因此，高强度钢材的研发生产已经成为目前亟待探讨和解决的课题，钢结构稳定性设计也成为建筑施工技术进步的重要因素之一。

【关键词】钢结构设计稳定性问题与传统的钢筋混凝土结构相比，钢结构具有减少工程成本、提高抗震强度、节省空间等优点。

高强度钢材的使用，施工技术的发展以及电子计算机的应用使钢结构体系的发展和广泛应用成为可能。

钢结构日益发展的同时钢结构设计存在的问题也日益增多，稳定性是一个突出问题。

一、钢结构稳定相关概念1、影响钢结构稳定的因素钢结构的稳定分为结构体系的稳定和构件本身的稳定。

钢结构的稳定因素包括结构体系的因素、构件本身的因素，由于外界环境的影响，还包括一些随机因素。

因此，把影响结构稳定的因素分为以下三类：(1)结构体系的因素：结构的支撑系统，如钢柱的柱间支撑，钢屋架的上、下弦水平支撑和垂直支撑等。

(2)构件本身的因素：构件的计算长度和截面特性，包括平面内、外两个方向，还包括材料的强度和应力。

(3)随机因素：进行结构分析时运用的数学模型、条件假设，根据有限样本总结出的相关物理量和几何量都存在一定的误差，导致稳定分析的偏差。

2、钢结构稳定设计的原则（1）结构设计要同时考虑整体和局部的稳定性当前，我国大部分钢结构设计都是以平面体系为出发点，例如，在桁架设计与框架设计中均是如此。

为了使这类平面结构避免发生平面失稳事件，必须从其结构的整体布局作为出发点，设计有针对性的支撑构件。

意即：必须保证平面结构构件的结构布置与平面稳定计算之间的一致性。

例如，塔架由平面桁架组成，就需要在横隔设置和杆件的稳定之间多加注意。

使用计算简图和结构计算简图应该一致目前任设计单层和多层框架结构时，经常不作框架稳定分折而是代之以框架柱的稳定计算。

钢结构稳定理论稳定性是钢结构的一个突出问题, 在各类钢结构的设计中, 都会遇到稳定问题, 稳定设计是钢结构设计的重要组成部分。

钢结构的稳定设计按照设计规范的要求, 可进行合理的选材、正确的内力分析、完备的稳定验算和可靠的构造保证等。

其实正确理解和应用钢结构稳定的基本概念、研究对象、稳定类型以及分析方法等对钢结构的稳定设计也是非常重要的。

将这些内容称为概念设计, 并进行论述, 以利于钢结构的稳定设计。

1 稳定的基本概念1. 1 对稳定概念的理解由于稳定问题是要找出作用与结构内部抵抗力之间的不稳定平衡状态, 即变形开始急剧增长的状态, 从而设法避免进入该状态, 所以它是一个变形问题。

要理解稳定是一个刚度问题, 就必须清楚强度、刚度和稳定的概念。

强度表示结构中的材料或截面能够承受的最大应力或最大内力; 刚度表示抵抗变形的能力; 失稳表示结构不再能够以原来的平衡形式继续承受附加的荷载。

在临界状态, 如果构件上的荷载哪怕有微小的增加, 平衡的性质就会发生转变, 即失稳, 甚至平衡的形状都会发生变化, 即屈曲。

强度代表了截面的极限状态, 即截面的刚度达到了零, 表现为内力不增加, 变形可以增加很大。

一个超静定结构, 如果某个截面形成塑性铰, 结构还有继续承受附加荷载的能力, 直至结构中形成足够多的塑性铰, 结构变成了机构, 结构才达到了强度极限状态, 此时结构或构件的刚度也达到了为零的状态。

失稳也代表了结构或构件的极限状态, 即结构不再继续承受荷载、抵抗进一步变形的能力, 刚度达到了零。

所以稳定是一个刚度问题。

实际上, 结构是分层次的, 刚度也是分层次的,每一层次结构都会发生失稳现象。

在材料层次上,应力- 应变曲线上切线模量为零的点表示金属内部晶体结构不再能够保持原状, 通过滑移达到新的状态, 这代表微观状态的失稳, 所以材料层次的失稳是强度问题。

而结构或构件层次上的失稳表示结构或构件不再能够承受附加的荷载, 代表了结构或构件的刚度为零。

钢结构设计中稳定性分析探讨摘要：与一般的建筑材料相较而言，钢结构的优势十分显著。

此类结构不仅具有较强的承重能力，且本身的重量也比较低，同时还具有较强的可塑性。

在建筑工程中，使用此类钢结构设计，可以使建筑整体更加的稳定，保证居住人员的安全，还能够从一定程度提升建筑使用时间。

基于此，本篇文章尝试分析了钢结构设计中稳定性的有关探讨，仅供参考。

关键词：钢结构设计；稳定性分析；分析探讨；建筑工程新时期中，我国工业发展十分迅速，各类厂房的数量也在不断增加，这从一定程度上给我国建筑行业的发展带来了挑战。

在建筑工程中，钢结构的优势十分显著，且获得了当代人们的广泛认可。

相较于较为传统的建筑材料而言，钢结构的优势还是十分显著的，而在钢结构设计的过程中稳定性是十分重要的。

一、钢结构性能特点钢结构的性能特点主要可以概括为两点。

第一点，钢结构的抗震能力比较强。

现阶段，建筑施工中所使用的钢结构主要就是由钢板料等金属材料构制出来的，此类材料虽然重量比较小，但是其可塑性较强，且强度较大，因此在施工的过程中其柔韧性往往是其他类型的材料难以达到的，可以更好地满足工程的要求，其应用范围也比较广。

第二点，钢结构的施工精度高。

在建筑工程开展的过程中，还需要依据建筑的实际类型选择合适的材料。

对于大跨度类型的建筑来说，往往就需要使用到钢结构。

一般来说，如果建筑本身对于稳定性的要求比较高，则更适宜选择此种类型的材料，此类材料具有较大的弹性范围，并且在受到应力的作用下，其状态也和工程力学的衡算结果较为吻合，因此与一般的结构相较而言，往往具有更强的精准性[1]。

最后一点，钢结构的施工过程更为便捷。

在文章开始时我们提到了，钢结构的构制过程是比较简单的，因此在施工过程中所选择的材料类型大多也不复杂。

虽然说，钢结构的构制方式比较简单，且重量较小，但正是由于这一特性，使得钢结构材料的倒运费用有效下降，且施工的过程也会更为便捷。

二、影响钢结构稳定性的因素影响钢结构稳定性的因素大致可以包含下述三点。

摘要随着我国国民经济的发展，钢框架结构得到了越来越广泛的应用。

对于高层钢结构，本文主要指高层钢框架结构的稳定性，应从框架的整体稳定方面入手进行分析，然而现行的设计方法是计算长度系数法即通过控制框架柱的稳定性来间接控制钢框架的稳定性。

为了考虑变形对内力的影响，我国新的《钢结构设计规范》(GB50017-2003)对钢框架结构的内力分析进行了修正。

该规范第一次提出对系数η>0.1的钢框架结构进行二阶弹性分析，并建议在二阶弹性分析时，应在每层柱顶施加附加的假想水平荷载，考虑结构和杆件的各种缺陷对内力的影响。

本文对理想钢框架的极限承载力和变形进行了理论分析简单的概述，并详细介绍了钢框架稳定和设计方法，包括钢框架结构的弹性和弹塑性阶段出的计算方法。

关键词：钢框架，稳定，弹性分析，弹塑性分析，非线性分析目录摘要 (1)1.钢框架基本概念 (4)1.1 有侧移刚架和无侧移刚架的概念 (4)1.2 侧向柔性结构和侧向刚性结构 (5)1.3 有侧移失稳和无侧移失稳的判断 (5)2．钢框架稳定分析和设计方法 (6)2.1 钢框架承载力弹性分析 (6)2.1.1 一阶弹性分析和二阶弹性分析 (6)2.1.2 现行规范推荐的计算方法 (8)2.1.3 现行规范推荐的近似二阶分析 (11)2.2钢框架承载力弹塑性分析 (13)2.2.1最简单框架的承载力 (13)2.2.2 实用二阶弹塑性分析方法……………………………………………1错误！未定义书签。

3．高层钢结构整体稳定非线性分析的国内外研究现状 (18)3.1现在主要分析方法综述 (18)3.2 影响钢结构稳定性的因素 (19)3.3现有研究方法存在的问题及研究方法 (20)4．钢结构发展研究展望 (20)小组总结 (21)参考文献 (22)钢框架的稳定研究高层钢框架结构具有很多优越性，主要有以下几个方面[1]：钢结构自重轻；钢结构材料强度高；钢结构施工速度快；高层建筑管道很多，如果采钢结构，可以在梁上开孔用以穿越管道；在梁高相同的情况下，钢结构的开间可以比混凝土结构的开间大50%，从而可使建筑布置灵活；钢结构的延性比钢筋混凝土结构好；由于钢结构比混凝土结构重量轻，更易采用TMD、TLD等结构振动控制措施，提高结构的抗风、抗震能力：钢结构由于在工厂加工制作，所以精度高、质量有保证，与混凝土结构现场施工相比，更易符合结构设计要求；高层建筑在建造过程中，由于业主要求的变化，变更设计经常发生，采用钢结构则较易配合结构设计要求；钢结构为干式施工，可避免混凝土湿式施工所造成的环境污染；混凝土结构建筑拆除后，混凝土不能再使用，只能当作废料处理而影响环境。

钢结构中稳定设计研究摘要：钢结构稳定性问题，尤其是应用在建筑物中的钢结构，它的稳定性直接关系到建筑物的质量性问题，在各式各样的钢结构中都会遇到有关稳定的问题，这个问题在钢结构设计中是比较突出的。

钢结构中出现的稳定问题急需解决，因为一旦出现钢结构失稳出现质量问题，这样给企业造成严重的经济损失，甚至还会威胁到人的生命，钢结构失稳事故频频发生，使得我们不得不考虑其稳定性的重要意义，本文章从钢结构的基本概念谈起，深入分析钢结构中的设计特点和设计原则，使设计者在设计时充分的考虑到钢结构稳定性，从而确保建筑物的安全和质量。

关键词：钢结构；设计；稳定；研究一．钢结构设计中有关稳定设计的基本定义(一)影响钢结构设计稳定性有很多不确定的因素，基本变量是随机的，但大体可分为：第一，物理、几何等随机变量：钢结构材料的弹性模量，屈服直力以及泊松比等因素是不确定的，杆件尺寸的长短、截面积的大小、残余应力的有无、初始变形的程度等也是不确定的。

第二，物理几何数据统计的随机性：因为缺少信息而导致统计学的不确定性，钢结构数据统计和稳定性相关，尤其是在物理和几何数据计量时，它依据一定的经验性用有限样本采用概率密度分布函数对钢结构稳定性进行数据统计。

第三，结构建模的随机性：深入的、详细的进行结构分析，需要建立假设的或者是数学的模型，再或者是当今的技术水平以及边界条件等因素，这些因素难以在详细的计算中完全反映出来，通过计算得出的理论值和实际承载力之间存在很大的差异，这都是由于结构建模的随机性所造成的。

(二)钢结构设计中有关失稳的具体分类及其重要性首先是第一类钢结构失稳叫分支点失稳的钢结构，它是有关平衡分岔的稳定问题。

属于这第一类失稳的现象出现在完善直杆时，其轴心受压后屈曲；也会出现在完善平板时，其面受压后屈曲。

其次是第二类钢结构失稳叫极值点失稳的钢结构，它是有关无平衡分岔的稳定问题。

属于这一类失稳的情况常出现在建筑物中的钢构件为偏心受压时，它塑性变化到―定程度时就会失稳。

关于钢结构设计中稳定性问题探究摘要：经济持续发展，工程项目的规模与数量持续增加，在工程建设进程中，钢结构的使用是十分普遍广泛的，对此，怎样保障钢结构的整体稳定性，成为了相应人员需要思考研究的问题。

纵观实际情况可以发现，不论是哪一种类别的钢结构，都会遇到稳定性问题，如若没有进行妥善处理，将十分容易导致安全事故问题的发生。

对此，下文将会围绕钢结构稳定性展开研究，希望在笔者的分析下，可以为相应工作人员提供建议。

关键词：钢结构；设计；稳定性引言在各类工程项目中，如若产生塌陷、倾斜等事故问题，那么归根结底就是因为钢结构失稳、钢结构在设计进程中没有秉持稳定性原则。

而钢结构设计工作具有较强的复杂性特点，稍有不慎就会使得整个设计工作质量难以得到保障，对此，工作人员必须结合实际情况，合理展开设计规划，切实提高钢结构设计实效性，保障钢结构设计中产生的问题可以被妥善处理，为工程项目的整体安全提供保障，为社会发展与经济进步做出贡献。

1、钢结构设计中稳定性问题1.1分支点失稳分支点失稳也被称之为平衡分岔失稳，这一情况主要包含直杆、窄梁等位置，其在遭受外部冲击力时会使得支点丧失平衡，最终失去稳定。

在通常状况下，如若钢结构的轴心构件保持在完善的状态，那么其顶部在受到负荷压力并且小于规定数值时，构件依旧可以处于平直状态，只会出现压缩形变但是不会失去稳定[1]。

但是如若顶部的负荷压力大于限额数值，将会造成弯曲情况，最终导致轴心受压丧失平衡，这也就是分支点失稳情况。

在设计工作的方面来分析，此种屈曲破坏是可以被规避的[2]。

1.2极值点失稳这一情况与上文提到的分支点失稳不尽相同，其属于无平衡分岔的情况，在建筑项目中经常可见。

这主要是因为偏心构件的材料所造成的，偏心构件材料通常会应用钢材，在经由较长时间的演变发展以后，塑性将会逐渐失稳，最终造成平衡形式出现改变，最终失去稳定。

在解决极值点失稳时，工作人员一般可以将其转化成为分支点失稳再进行处理。

环球市场/理论探讨-62-浅析钢结构的稳定性设计问题郭 俊福斯特惠勒(河北)工程设计有限公司摘要：建筑钢结构的应用越来越广泛，其稳定性和重量轻的特点为建筑整体的稳定性起到了促进作用，避免建筑物的倒塌等事故的发生，但是就现状来看，建筑钢结构的整体稳定性还存在着一定的问题，因此加强对钢结构的稳定性研究具有重要的现实意义。

基于此，本文将着重分析探讨钢结构的稳定性设计问题及控制措施，以期能为以后的实际工作起到一定的借鉴作用。

关键词：钢结构；稳定性；设计1、钢结构的稳定性设计问题分析1.1结构整体稳定性问题在进行稳定性设计的过程中，需要立观大局，从钢结构的整体性出发，并且将杆件的稳定性纳入考量范围。

在进行钢结构的设计过程中，遇到刚度以失稳性的问题时，首先采用折减系数以及临界压力的方法将轴心压杆的稳定性计算出来。

同时，还需要将弹性的稳定性计算，在对它们计算的过程中，要充分的考虑到钢结构的整体性的稳定性，同时还需要做好二次设计，这主要是由于结构内力它会随着一些柔性的构件变化而产生变化；其次，还需要将应力问题与叠加原理问题纳入考量范围。

因为弹性稳定性的计算在和叠加原理结构变化中，它们的关系比较复杂，当前对于这两者的计算还没一个明确的确定。

1.2不确定性因素问题在钢结构的设计过程中，其稳定性还会受到外界不确定因素的影响，其中比较突出的影响因素来自于物理以及几何方面。

设计过程中，在对先关的稳定性因素进行确定时，一些设计人员比较喜欢按照自己的施工经验进行确定，缺少对实际问题的联系。

此外，由于一些设计人员缺少专业知识，在进行钢结构的设计过程中，没有能够将符合当前需求的要素考虑，以至于在实际的计算过程中，得出的结构与设计要求相差甚远。

1.3预张拉体系问题在钢结构的稳定性设计过程中，预张拉体系是一个关键的内容，但是在实践的过程中，没能够得到一个合理的理论系统。

在对预张拉结构稳定性的设计过程中，还是缺少有利的理论依据，因此，工程的稳定性想要得到保证基本上是比较困难。

试论建筑钢结构的稳定设计摘要随着建筑类经济快速的发展，工业建筑应用钢结构的越来越多。

防止结构失稳，是钢结构设计中应充分注意的问题。

本文阐述了钢结构的特性及在建筑上的应用，并对其稳定性的设计进行分析，根据设计经验进行总结，为后续设计施工提供技术支持。

关键词刚结构稳定性设计中图分类号：s611 文献标识码：a工业建筑钢结构的稳定问题在设计中，设计人员应该注重结构构件的稳定性能，以免在设计过程中发生不必要的失稳损失；其次，随着新型结构的出现，设计人员对其性能认识的不足，从而导致构件的失稳，就这个问题阐述了新型结构现存的问题，并且针对问题论述了产生的原因。

1建筑钢结构的稳定性设计钢结构的稳定性设计、在各种类型的钢结构中，由于结构失稳造成的伤亡事故时有发生、为了更好地保证钢结构稳定设计中构件不失稳定，保证工程质量及使用安全，有必要对钢结构的稳定性设计进行详细探讨。

1.1钢结构稳定性的概念钢结构强度小或失稳都会造成结构破坏，但是强度与稳定的概念并不相同、钢结构的强度是一个应力问题，指结构或者单个构件在稳定平衡状态下由荷载引起的最大应力（或内力）是否超过建筑材料的极限强度、钢材以其屈服点作为极限强度、而稳定是一个变形问题，构件所受外部荷载与结构内部抵抗力间是不稳定的，关键是找出这一不稳定的平衡状态，避免变形急剧增长而发生失稳破坏。

1.2钢结构稳定性设计要点（1）钢结构布置必须从体系和各组成部分的稳定性要求整体考虑，目前钢结构大多是按照平面体系进行设计，如桁架和框架、保证平面结构不出现平面外失稳，要求平面结构构件的平面稳定计算需与结构布置相一致，如增加必要的支撑构件等。

（2）实用计算方法所依据的简图与结构计算简图保持一致，中层或多层框架结构设计框架稳定分析通常是省略的，只进行框架柱的稳定计算，由于框架各柱的杆件稳定计算的常用力法、稳定参数等是依据一定的简化典型情况或假设者得出的，因此设计者要能保证所有的条件符合假设时才能应用。

浅析钢结构稳定设计简介：钢结构的稳定性能是决定其承载力的一个重要因素，因此论文对钢结构稳定设计提出了在设计过程中设计人员应该明确知道的一些基本概念，以便帮助设计人员在设计中树立正确而完整的稳定分析和稳定设计的理念；随着新型结构不断地出现，在应用过程中，对其性能不够了解、设计经验有缺陷，导致发生失稳事故，因此论文介绍了钢结构设计中可能遇到的稳定问题，以便设计人员在钢结构设计过程中参考。

关键字：钢结构结构稳定失稳结构设计introduction: the steel structure of the performance is stable to determine the bearing capacity of the one of the important factors, so papers on steel structure stability design and puts forward in the design process design personnel should be clearly know some basic concepts, to help designers in the design to set up correct and complete stability analysis and stability design idea; with the new structure keep popping up, in the application process, its performance don’t know enough about, design experience with a defect, causing instability accident, so this paper introduces steel structure design may be met in stability issues, so as to design personnel in the steel structure design process reference.key word: steel structure stability instability structure design中图分类号：tu391文献标识码：a 文章编号：1、引言钢结构的稳定问题普遍存在于钢结构设计中，凡是结构的受压部位，在设计时都必须认真考虑其稳定性。