淺析鋼結構橋梁的抗震設計

李 昕

（黑龍江工程學院土木與建筑工程學院，黑龍江 哈爾濱 150050）

隨著我國國民經濟的飛速發展和建筑施工技術的進一步完善，鋼結構以其巨大優勢得到了社會各界人士的認可，被廣泛的應用在各種建筑物當中。就多年的工作實踐總結得出，以鋼結構為主的建筑結構本身存在著良好的抗震性、完整性，并且伴隨著生產技術的發展和社會工業化程度的不斷提升呈現出逐步完善的發展趨勢。就近年發生的地震而言，以鋼結構為主的建筑物很少受到損壞，成為了地震災區安置災民的主要地點。

1 鋼結構抗震體系概述

由于鋼結構建筑結構在施工建設中本身存在著節能環保，抗震性能好、整體優勢高、延伸性好的特點，特別是鋼結構內部的延展性的存在，使得鋼結構在地震條件下能夠及時的發生應變作用，減少地震造成的振動力，有效的避免了地震對鋼結構帶來的破壞。

1.1 構成

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

1.2 鋼結構抗震體系分析

在現階段的鋼結構體系中，通常都是由純框架結構、框架-偏心支撐結構以及框架中心結構三個環節構成。其中，純鋼架結構是一種由鋼材直接構成的框架結構體系，這種結構體系本身具備著延伸性能好、抗震性能較佳的特點，但是在工程設計和建設的過程中由于其本身不存在支撐結構體系，這就造成了結構抗側拉能力較差。框架偏心支撐結構是目前最為常見的一種工程建設體系，這種結構在施工建設中主要的優勢在于既包含純框架結構本身的特點和優勢，又在一定程度上提高了工程整體性和抗拉強度。框架-中心支撐體系結構則是一個抗側拉強度大、整體性能好的結構體系，但是其在施工建設中由于框架支撐體系位于結構中心，這就容易造成室內設施和室內面積受到一定的影響，且存在著一定的滯回性。因此，這種結構在目前的應用中通常都是用于層數較多的結構之中，但是其中的滯回性影響卻造成了其在地震發生后抗震性存在著一定的不足和缺陷，甚至容易引發整個建筑結構出現整體失穩現象。

2 鋼結構設計中常見的破壞部位

目前，鋼結構建筑已成為整個建筑工程領域中的標志模式，更是一個國家、民族和地區經濟實力、文化程度、經濟發達的衡量標準。自從新世紀以來，隨著我國國民經濟實力的顯著增強，鋼結構建筑越來越多的出現在人們的周圍，這也是實現節能、環保建筑施工的首要條件。就這些鋼結構工程建設實踐總結得出，在目前的鋼結構施工建設中，常見的鋼結構破壞問題主要部位保養含有以下幾個方面：

2.1 節點部位

節點部位作為整個工程領域中最為薄弱的環節，也是最容易出現各主要因素影響破壞的一部分。就多年的工程實踐總結得出，造成節點部位出現破損的主要原因在于：

（1）在地震發生之后，受到地震條件的影響，使得節點部位出現一定的裂縫，且裂縫的產生造成了鋼結構橫梁受到壓力變化而產生二次壓力，這就造成了節點出現嚴重的破壞。

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

（3）節點施工連接不科學，在工程設計和施工建設的過程中，由于螺栓聯接不符合預計標準和工作要求，造成了節點受到地震的影響而產生聯接錯位、聯接斷裂等現象，從而造成了節點部位出現極大的損毀問題。

2.2 構件破壞

在目前的鋼結構建設實踐中，常見的構件破壞主要有整體支承構件失穩、鋼柱斷裂以及結構倒坍3個方面。其中整體支承構件失穩主要是由于工程在設計中由于對于整體性控制不科學，造成了建筑結構受到地震水平荷載的影響而產生了局部或者整體失穩問題。鋼柱斷裂是由于鋼柱設計不達標，受到地震應力的影響產生鋼結構脆性斷裂。鋼柱斷裂則是由于結構整體倒塌產生應力而造成的，這種問題的出現對于整個工程支撐體系的影響都是極為嚴重的。

3 鋼結構抗震設計

3.1 選擇對建筑抗震有利的場地和地基

場地影響了鋼結構的地震反應，鋼結構地震反應大小決定了鋼結構的震害。因此，在抗震設計時應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，應采取補救措施。

3.2 選擇合理的結構總體布置

建筑形狀力求規則，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。在抗震設計時要求建筑形狀規則，結構要求對稱，來減小質量中心和剛度中心的偏離。

強度以及剛度應連續變化，抗震結構的剛度、承載力在樓層平面內應均勻，沿結構堅向應連續并且均勻。

4 結束語

結構抗震設計始終貫穿于鋼結構設計中的各個階段，它是鋼結構建筑抗設計重要組成部分。只有在設計工作中合理的運用各種手段，才能夠設計出科學、安全的建筑鋼結構。

[1] 豐定國，王杜良.抗震結構設計[M].武漢：武漢工業大學出版社，2006.12-15.

[2] 朱伯龍，張琨聯.建筑結構抗震設計原理[M].上海：同濟大學出版社，1999.12-1.