淺析鋼結(jié)構(gòu)橋梁的抗震設(shè)計

李 昕

（黑龍江工程學(xué)院土木與建筑工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150050）

隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和建筑施工技術(shù)的進(jìn)一步完善，鋼結(jié)構(gòu)以其巨大優(yōu)勢得到了社會各界人士的認(rèn)可，被廣泛的應(yīng)用在各種建筑物當(dāng)中。就多年的工作實踐總結(jié)得出，以鋼結(jié)構(gòu)為主的建筑結(jié)構(gòu)本身存在著良好的抗震性、完整性，并且伴隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展和社會工業(yè)化程度的不斷提升呈現(xiàn)出逐步完善的發(fā)展趨勢。就近年發(fā)生的地震而言，以鋼結(jié)構(gòu)為主的建筑物很少受到損壞，成為了地震災(zāi)區(qū)安置災(zāi)民的主要地點(diǎn)。

1 鋼結(jié)構(gòu)抗震體系概述

由于鋼結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)在施工建設(shè)中本身存在著節(jié)能環(huán)保，抗震性能好、整體優(yōu)勢高、延伸性好的特點(diǎn)，特別是鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)部的延展性的存在，使得鋼結(jié)構(gòu)在地震條件下能夠及時的發(fā)生應(yīng)變作用，減少地震造成的振動力，有效的避免了地震對鋼結(jié)構(gòu)帶來的破壞。

1.1 構(gòu)成

所謂的鋼結(jié)構(gòu)主要指的是在工程建設(shè)中采用型鋼、鋼板以焊接、螺栓聯(lián)接、機(jī)械連接、鉚接等方式形成的一種建筑工程結(jié)構(gòu)。這種建筑結(jié)構(gòu)在構(gòu)成中主要是以鋼材作為主要的原材料，是目前建筑工程領(lǐng)域中一個最為常見的建筑結(jié)構(gòu)類型之一。在工程建設(shè)中采用鋼材作為承重結(jié)構(gòu)是一個極為科學(xué)的方式，這主要是由于鋼材本身存在著抗壓能力強(qiáng)、整體性高、有良好延伸性的優(yōu)勢，因此其在施工建設(shè)中與傳統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)相比較存在著極大的優(yōu)勢。

1.2 鋼結(jié)構(gòu)抗震體系分析

在現(xiàn)階段的鋼結(jié)構(gòu)體系中，通常都是由純框架結(jié)構(gòu)、框架-偏心支撐結(jié)構(gòu)以及框架中心結(jié)構(gòu)三個環(huán)節(jié)構(gòu)成。其中，純鋼架結(jié)構(gòu)是一種由鋼材直接構(gòu)成的框架結(jié)構(gòu)體系，這種結(jié)構(gòu)體系本身具備著延伸性能好、抗震性能較佳的特點(diǎn)，但是在工程設(shè)計和建設(shè)的過程中由于其本身不存在支撐結(jié)構(gòu)體系，這就造成了結(jié)構(gòu)抗側(cè)拉能力較差?？蚣芷闹谓Y(jié)構(gòu)是目前最為常見的一種工程建設(shè)體系，這種結(jié)構(gòu)在施工建設(shè)中主要的優(yōu)勢在于既包含純框架結(jié)構(gòu)本身的特點(diǎn)和優(yōu)勢，又在一定程度上提高了工程整體性和抗拉強(qiáng)度?？蚣?中心支撐體系結(jié)構(gòu)則是一個抗側(cè)拉強(qiáng)度大、整體性能好的結(jié)構(gòu)體系，但是其在施工建設(shè)中由于框架支撐體系位于結(jié)構(gòu)中心，這就容易造成室內(nèi)設(shè)施和室內(nèi)面積受到一定的影響，且存在著一定的滯回性。因此，這種結(jié)構(gòu)在目前的應(yīng)用中通常都是用于層數(shù)較多的結(jié)構(gòu)之中，但是其中的滯回性影響卻造成了其在地震發(fā)生后抗震性存在著一定的不足和缺陷，甚至容易引發(fā)整個建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)整體失穩(wěn)現(xiàn)象。

2 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中常見的破壞部位

目前，鋼結(jié)構(gòu)建筑已成為整個建筑工程領(lǐng)域中的標(biāo)志模式，更是一個國家、民族和地區(qū)經(jīng)濟(jì)實力、文化程度、經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的衡量標(biāo)準(zhǔn)。自從新世紀(jì)以來，隨著我國國民經(jīng)濟(jì)實力的顯著增強(qiáng)，鋼結(jié)構(gòu)建筑越來越多的出現(xiàn)在人們的周圍，這也是實現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保建筑施工的首要條件。就這些鋼結(jié)構(gòu)工程建設(shè)實踐總結(jié)得出，在目前的鋼結(jié)構(gòu)施工建設(shè)中，常見的鋼結(jié)構(gòu)破壞問題主要部位保養(yǎng)含有以下幾個方面：

2.1 節(jié)點(diǎn)部位

節(jié)點(diǎn)部位作為整個工程領(lǐng)域中最為薄弱的環(huán)節(jié)，也是最容易出現(xiàn)各主要因素影響破壞的一部分。就多年的工程實踐總結(jié)得出，造成節(jié)點(diǎn)部位出現(xiàn)破損的主要原因在于：

（1）在地震發(fā)生之后，受到地震條件的影響，使得節(jié)點(diǎn)部位出現(xiàn)一定的裂縫，且裂縫的產(chǎn)生造成了鋼結(jié)構(gòu)橫梁受到壓力變化而產(chǎn)生二次壓力，這就造成了節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)嚴(yán)重的破壞。

（2）在施工設(shè)計中，由于設(shè)計師和施工人員對于焊接縫處理不合理，從而引發(fā)了裂縫的出現(xiàn)，這就給節(jié)點(diǎn)部位隱患的產(chǎn)生提供了先決條件。

（3）節(jié)點(diǎn)施工連接不科學(xué)，在工程設(shè)計和施工建設(shè)的過程中，由于螺栓聯(lián)接不符合預(yù)計標(biāo)準(zhǔn)和工作要求，造成了節(jié)點(diǎn)受到地震的影響而產(chǎn)生聯(lián)接錯位、聯(lián)接斷裂等現(xiàn)象，從而造成了節(jié)點(diǎn)部位出現(xiàn)極大的損毀問題。

2.2 構(gòu)件破壞

在目前的鋼結(jié)構(gòu)建設(shè)實踐中，常見的構(gòu)件破壞主要有整體支承構(gòu)件失穩(wěn)、鋼柱斷裂以及結(jié)構(gòu)倒坍3個方面。其中整體支承構(gòu)件失穩(wěn)主要是由于工程在設(shè)計中由于對于整體性控制不科學(xué)，造成了建筑結(jié)構(gòu)受到地震水平荷載的影響而產(chǎn)生了局部或者整體失穩(wěn)問題。鋼柱斷裂是由于鋼柱設(shè)計不達(dá)標(biāo)，受到地震應(yīng)力的影響產(chǎn)生鋼結(jié)構(gòu)脆性斷裂。鋼柱斷裂則是由于結(jié)構(gòu)整體倒塌產(chǎn)生應(yīng)力而造成的，這種問題的出現(xiàn)對于整個工程支撐體系的影響都是極為嚴(yán)重的。

3 鋼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計

3.1 選擇對建筑抗震有利的場地和地基

場地影響了鋼結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)，鋼結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)大小決定了鋼結(jié)構(gòu)的震害。因此，在抗震設(shè)計時應(yīng)選擇堅硬的中硬土場地，實在無法避開不利的或危險的場地時，應(yīng)采取補(bǔ)救措施。

3.2 選擇合理的結(jié)構(gòu)總體布置

建筑形狀力求規(guī)則，形狀較簡單的建筑物由于受力性能明確，遭受地震時破壞很輕。在抗震設(shè)計時要求建筑形狀規(guī)則，結(jié)構(gòu)要求對稱，來減小質(zhì)量中心和剛度中心的偏離。

強(qiáng)度以及剛度應(yīng)連續(xù)變化，抗震結(jié)構(gòu)的剛度、承載力在樓層平面內(nèi)應(yīng)均勻，沿結(jié)構(gòu)堅向應(yīng)連續(xù)并且均勻。

4 結(jié)束語

結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計始終貫穿于鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中的各個階段，它是鋼結(jié)構(gòu)建筑抗設(shè)計重要組成部分。只有在設(shè)計工作中合理的運(yùn)用各種手段，才能夠設(shè)計出科學(xué)、安全的建筑鋼結(jié)構(gòu)。

[1] 豐定國，王杜良.抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計[M].武漢：武漢工業(yè)大學(xué)出版社，2006.12-15.

[2] 朱伯龍，張琨聯(lián).建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計原理[M].上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，1999.12-1.