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浅谈钢结构稳定设计相关问题【摘 要】为更好的满足现代建筑工程的发展需要，提高建筑质量和更好的符合节能降耗建设的发展要求，轻型钢结构以其独特的优势性已逐步成为现代建筑工程中的主要设计与施工的首选。下面本文将结合作者多年的工作实践经验，对钢结构的稳定设计进行简单的论述。 【关键词】钢结构；稳定性；设计 随着国家综合实力的不断增强，各种相关性的工程建设均已逐步展开，但是在建筑工程快速发展的过程中，各种设计、施工、质量等问题也随之而逐步的暴露出来，钢结构的失稳现象便是其中之一。下面文章将从钢结构稳定设计的基本概念、失稳分类、稳定性设计原则和特点等方面对其进行简要的分析研究。 1 钢结构稳定设计的基本概念 1.1 钢结构的强度与稳定 所谓的钢结构强度属于应力范围问题，主要是指结构组件在其稳定平衡状态下由荷载所引起地最大应力是否超过建筑材料的极限强度。钢制材料的特性是决顶其极限强度的关键因素。 稳定问题则与强度问题不同，它主要是指外荷载与结构内部抵抗力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，因此，它是一个变形问题。轴压柱，由于失稳，侧向挠度使柱中增加数量很大的弯矩，因而柱子的破坏荷载可以远远低于它的轴压强度。显然，轴压强度不是柱子破坏的主要原因。 1.2 钢结构的失稳 1.2.1 受弯构件中梁在最大刚度平面内受弯的梁远在钢材到达屈服强度前就可能因出现水平位移而扭曲破坏，梁的这种破坏被称之为整体失稳。 1.2.2 受弯构件中组合梁大多是选用高而薄的腹板来增大截面的惯性矩与底抗矩，同时也多选用宽而薄的翼缘来提高梁的稳定性，如钢板过薄，梁腹板的高厚比或是翼缘的宽厚比大到一定的程度时，腹板或受压翼缘在没有达到强度限值就发生波浪形的屈曲，使梁失去了局部稳定。它是使钢结构早期破坏的因素。 1.2.3 受力构件中，截面塑性发展到一定程度构件突然而被压坏，压弯构件失去稳定。而压弯构件的计算则要同时考虑平面内的稳定性与平面外的稳定性。 结构失稳的问题十分重要，设计为轴心受压的构件，实际上总不免有一点初弯曲，荷载的作用点也难免有偏心。因此，我们要真正掌握这种构件的性能，就必须了解缺陷对它的影响，其他构件也都有个缺陷影响问题。 2 钢结构失稳分类 钢结构的稳定问题主要是指在外荷载的作用下 ，整个钢结构是否发生屈曲或失稳现象。其失稳类型主要分为平衡分岔失稳、极值点失稳和跃越失稳。正确的区分钢结构的失稳类型 ，可以更好的评价结构或构件的稳定承载能力。 2.1 平衡分岔失稳 完善的轴心受压构件其端部受到的荷载未达到某一限值时 ，仍能保持挺直的稳定平衡状态 ，构建截面承受的压应力是均匀的 ，沿构建的轴线也只产生相应的压缩变形 ，当构建截面承受的压力达到限值时 ，构建会突然发生弯曲 ，导致原来的轴心受压的平衡形式转变为与之相邻的但是带弯曲的新的平衡形式 ，这就是平衡分岔失稳。其特征是当荷载逐渐增加时 ，结构原有的平衡形式被破坏了 ，并出现了与原平衡形式有本质区别的新的平衡形式 ，由稳定平衡转变为不稳定平衡 ，出现了稳定性的转变。完善的（即无缺陷、挺直）轴心受压构件和完善的在中面内受压平板的失稳都属于平衡分岔失稳问题 ，属于这一类的还有理想的受弯构件以及受压的圆柱壳等的失稳。 2.2 极值点失稳 极值点失稳是指建筑钢材做成的偏心受压构件在塑性发展到一定程度时丧失了稳定的能力 ，发生失稳时的荷载值就是构件的实际极限荷载 ，这类的平衡状态是渐变的 ，与平衡分岔失稳具有本质的区别。 2.3 跃越失稳 跃越失稳不存在平衡分岔点 ，也没有极值点 ，是失稳发生后又跳跃到另一个稳定的平衡状态。 3 钢结构设计的原则 为更好地保证钢结构稳定设计中构件不会丧失稳定出了以下原则。 3.1 结构整体布置必须考虑整个体系以及组成部分的稳定性要求 结构大多数是按照平面体系来设计的，如桁架和框架都是如此。保证这些平面结构不致出平面失稳，需要从结构整体布置来解决，亦即设计必要的支撑构件。这就是说，平面结构构件的出平面稳定计算必须和结构布置相一致。 3.2 结构计算简图和实用计算方法所依据的简图相一致，这对框架结构的稳定计算十分重要。 在采用这种方法时，计算框架柱稳定时用到的柱计算长度系数，自应通过框架整体稳定分析得出，才能使柱稳定计算等效于框架稳定计算。 3.3 设计结构的细部构造和构件的稳定计算必须相互配合，使二者有一致性。 结构计算和构造设计相符合，要求传递弯矩和不传递弯矩的节点连接，应分别赋与它足够的刚度和柔度。但是，当涉及稳定性能时，构造上时常有不同于强度的要求或特殊考虑。例如，简支梁就抗弯强度来说，对不动铰支座的要求仅仅是阻止位移，同时允许在平面内转动。然