建筑鋼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計及運(yùn)用探析

吳鯨江

摘要：鋼結(jié)構(gòu)是現(xiàn)代建筑的常用結(jié)構(gòu)，對鋼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計展開研究，會對建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計研究產(chǎn)生積極影響。地震災(zāi)害會對建筑物的安全性以及穩(wěn)定性產(chǎn)生嚴(yán)重影響，如果建筑物的抗震等級沒有達(dá)到要求，就會發(fā)生斷裂，甚至是倒塌等問題，對人們的生命財產(chǎn)安全造成直接威脅。為有效提高建筑物在地震災(zāi)害中的抵抗能力，設(shè)計人員加大了對抗震設(shè)計的研究，并著重對鋼結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計內(nèi)容展開了相關(guān)分析與研究。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu);抗震設(shè)計;結(jié)構(gòu)加固處理

引言：

現(xiàn)如今，各方對建設(shè)工程的質(zhì)量都有很高的要求。由于建筑工程中的鋼結(jié)構(gòu)承載力強(qiáng)，通常會因失穩(wěn)而損壞，保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性才能真正滿足建筑使用要求。但在實際運(yùn)行中，鋼結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)現(xiàn)象并不少見。主要原因是設(shè)計質(zhì)量不高，設(shè)計方案不完善，設(shè)計師專業(yè)素質(zhì)低。材料選擇需要付出很多努力，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計提高設(shè)計水平，為建筑施工提供可靠依據(jù)，力求防止鋼結(jié)構(gòu)失穩(wěn)，維護(hù)建筑運(yùn)行的安全穩(wěn)定，創(chuàng)造便捷的生活空間。

1建筑鋼結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的產(chǎn)生原因

建筑工程鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計工作的主要不足是：（1）項目資料顯示，若是結(jié)合過往的經(jīng)驗來設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)，則很可能導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)性能變得較差，使其不符合建筑運(yùn)行要求，在一定程度上增加了失穩(wěn)問題的可能性。（2）設(shè)計人員專業(yè)水平低，責(zé)任心不強(qiáng)，不能嚴(yán)格按照鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范開展設(shè)計工作，鋼結(jié)構(gòu)失穩(wěn)絕對沒有原因。理解和采取的措施不是目標(biāo)，會損害建筑物整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。（3）鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性設(shè)計與防火、防腐、抗震設(shè)計缺乏協(xié)同作用。如果考慮的不夠全面，建筑物的抗震性能將達(dá)不到規(guī)定的要求，就會造成鋼結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定、及時倒塌，使使用者難以順利逃生，由此造成的破壞是不可估量。

2建筑工程鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計穩(wěn)定性原則

2.1保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定

在建設(shè)工程中，建設(shè)工程中的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計需要積極應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)進(jìn)行設(shè)計工作，加強(qiáng)相互交流，因為難度大而未考慮的因素會造成不穩(wěn)定。了解設(shè)計方及其他單位部門、業(yè)主方根據(jù)施工企業(yè)的實際需求和施工方的技術(shù)水平，不斷優(yōu)化設(shè)計方案，控制數(shù)據(jù)誤差值[1]。使用先進(jìn)的軟件輔助建筑設(shè)計，有助于及早發(fā)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和承載力不足，在不斷優(yōu)化設(shè)計方案后，推進(jìn)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計，確保相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性得到了極大的提升，有效的保障了建筑用戶的人身安全。

2.2 鋼結(jié)構(gòu)剪力耦合

我國建筑業(yè)一直保持快速發(fā)展的態(tài)勢。不規(guī)則建筑已成為一種趨勢，為公眾提供更新的審美體驗，斜柱的使用尤為突出，使得鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的穩(wěn)定性更高。設(shè)計人員必須在設(shè)計圖中清楚標(biāo)明斜柱的位置，充分意識到水平和垂直方向可能受到組合效應(yīng)的影響，科學(xué)計算施加在構(gòu)件上的壓力，進(jìn)行更準(zhǔn)確的受力分析。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計基礎(chǔ)完成后，將平衡斜柱受力，滿足鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的設(shè)計要求。

2.3遵循強(qiáng)柱弱梁

地震災(zāi)害會對建筑物造成損失，突然間柱子和柱子會被外界的極端壓力摧毀。如果柱子明顯受損，整棟樓都可能會倒塌。這就要求在建筑工程鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中遵循強(qiáng)柱弱梁原則，主要目的是分散荷載，使梁中出現(xiàn)塑性鉸，延緩柱結(jié)構(gòu)破壞時間。符合建筑的抗震設(shè)計理念。當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時，柱狀結(jié)構(gòu)持續(xù)時間越長，對整個建筑物的破壞就越小。

3建筑鋼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計及運(yùn)用

3.1抗震計算方式

可運(yùn)用底部剪力方法，對鋼結(jié)構(gòu)展開抗震計算。如果結(jié)構(gòu)的整體高度相對較高，則需要用分解反應(yīng)譜法進(jìn)行計算?？拐鸱桨冈O(shè)計需要滿足地區(qū)的具體抗震要求，一般抗震等級在4～6級時，需要按照地區(qū)的具體抗震要求展開科學(xué)設(shè)計，結(jié)合建筑物自身情況以及地質(zhì)等情況合理展開設(shè)置，確保建筑整體抗震強(qiáng)度能夠達(dá)到實際需求的標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計人員還需要對建筑場地的類型展開分析，需要按照地區(qū)抗震設(shè)防烈度的具體情況，科學(xué)展開抗震設(shè)計。但需要注意的是，如果建筑屬于丙類建筑，需要在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行降度處理[2]。進(jìn)行地震作用計算時，在對選用重力荷載代表值進(jìn)行計算的過程中，需要將恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值以及活荷載組合值相加，其中活荷載的組合值系數(shù)為0.5，各結(jié)構(gòu)具體活荷載組合值系數(shù)也為0.5，屋面部分的活荷載數(shù)值并不記入其中。

3.2水平地震影響系數(shù)確定

在對結(jié)構(gòu)地震影響系數(shù)進(jìn)行確定的過程中，需要按照結(jié)構(gòu)自振周期、阻尼比以及設(shè)計地震分組等各項情況，做好分析與判斷。在進(jìn)行系數(shù)研究的過程中，對其最大值進(jìn)行分析，通過對數(shù)據(jù)的合理選取，保證最終計算結(jié)果的精準(zhǔn)度。在對特征周期數(shù)據(jù)進(jìn)行選擇的過程中，需要按照地震情況實施分組，做好工程場地類別的劃分以及確定工作。如果場地的抗震設(shè)防烈度級別相對較高，一般計算時的特征周期都會設(shè)置為0.05s。

3.3鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計要求分析

在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，需要做好衰減指數(shù)的分析與研究，根據(jù)相應(yīng)的方程式展開計算操作。需要通過對阻尼比以及降斜率等各項參數(shù)的合理計算，完成最終的衰減指數(shù)的計算，并要根據(jù)公式展開調(diào)整系數(shù)以及阻尼調(diào)整系數(shù)的計算，明確調(diào)整系數(shù)以及阻尼調(diào)整系數(shù)的具體情況。通過對建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程的抗震設(shè)計的分析可以發(fā)現(xiàn)，如果建筑的抗震等級為Ⅵ，并不需要對其地震作用進(jìn)行計算，也不需要展開抗震截面的計算工作，只需要保證所有設(shè)計能夠滿足抗震工作的具體要求即可。

3.4做好建筑場地的選擇

為保證鋼結(jié)構(gòu)建筑的抗震性能能夠達(dá)到預(yù)期，需要做好鋼結(jié)構(gòu)建筑的建設(shè)地址選擇。一方面需要對各地的具體情況展開分析，明確地區(qū)是否處于地震帶，掌握地質(zhì)以及水文等各項信息，以便在此基礎(chǔ)上選擇最優(yōu)的施工地址，保證鋼結(jié)構(gòu)的性能[3]。另一方面，如果需要在復(fù)雜地區(qū)進(jìn)行建設(shè)，需要對該地區(qū)的災(zāi)害發(fā)生情況以及以往歷史等各項情況展開研究，要在此基礎(chǔ)上制訂出較為詳細(xì)的應(yīng)對方案，并將其融入抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計之中，以便最大限度降低地震災(zāi)害對鋼結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的不利影響，保證民眾的居住安全。

3.5合理選擇鋼結(jié)構(gòu)類型

由于鋼結(jié)構(gòu)的抗震體系并不屬于單一類型，種類較為豐富且較為多元化，所以在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)建筑的施工過程中，需要按照建筑施工所使用的材料以及鋼結(jié)構(gòu)建筑的實際高度，對相關(guān)的施工工藝展開科學(xué)選擇。應(yīng)保證所選擇的鋼結(jié)構(gòu)類型能夠與具體的抗震等級要求相符合，可對施工活動順利開展形成有效促進(jìn)作用，從而為后續(xù)各項操作的高質(zhì)量開展奠定良好基礎(chǔ)。

3.6抗震裝置以及抗震措施的設(shè)計

鋼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計過程中，要加大對重點(diǎn)工程的重視力度，做好設(shè)計，以便達(dá)到提高房屋建筑整體抗震等級的目標(biāo)，最大限度減少地震災(zāi)害對建筑造成的不良影響。同時，需要加大對減震隔震技術(shù)的研究以及優(yōu)化力度，需要通過對技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用[4]。在切實提升房屋建筑抗震能力的同時，達(dá)到對整體建筑結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行優(yōu)化的目標(biāo)。可通過對阻尼器的合理應(yīng)用，將其科學(xué)設(shè)置在構(gòu)件之上，使其按照自身的變形程度對地震所帶來的能量形成有效吸引與消化，減少地震在結(jié)構(gòu)上的作用。

結(jié)語：

總而言之，建筑工程中鋼結(jié)構(gòu)失穩(wěn)造成的破壞是非常嚴(yán)重的，加強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的設(shè)計十分重要。近年來，人們對建筑質(zhì)量、性能和壽命的要求越來越高，加強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性設(shè)計對鋼結(jié)構(gòu)的安全可靠性具有重要作用，穩(wěn)定性是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的重中之重。

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