鋼結構建筑抗震結構設計探討

陳波

摘 要：隨著時代的發展，我國建筑行業呈現出新的發展趨勢，高層鋼結構建筑數量逐漸增多，其規模與日俱增，為促進鋼結構建筑承載水平的提升，應對建筑進行抗震結構設計，本文將對鋼結構建筑抗震結構設計策略展開闡述。

關鍵詞：鋼結構建筑；抗震結構設計；對策研究

1 前言

與傳統混凝土建筑結構相比，鋼結構建筑優勢更顯著，強度高、韌性好，在民用建筑中得到了有效應用，值得注意的是，鋼結構建筑發展還處于初步階段，我國建筑部門缺乏對鋼結構建筑優勢的了解，從而為建筑抗震能力造成影響，筆者分別從：鋼結構建筑相關研究、抗震問題分析、鋼結構建筑抗震結構設計策略、促進鋼結構抗震性能的有效對策，四個方面進行闡述。

2 鋼結構建筑相關研究

2.1 分析混凝土與鋼結構的差異及選擇鋼結構的優勢

在建筑工程施工中混凝土結構作為重要的施工結構，在建筑工程中發揮著重要作用，然而因為混凝土在加以凝固期間，水分遺失尤為迅速，使得混凝土類構造有所收縮，大多即因為環境而引發的，例如，溫度過高、天氣過干等，這類收縮讓建筑的表層具備相應的特征，中部過寬、兩側過窄，且產生的裂縫不一致，對工程質量造成了影響，基于這種情況下鋼結構的出現便可彌補這一點。

2.2 闡述鋼結構內在性能在抗震上的優勢

之所以鋼結構受到諸多建筑企業的青睞，歸根結底還是因為這種結構優點諸多，如：鋼材強度高、材質均勻、施工速度快。通過鋼結構施工方法還可降低建筑工程造價，進一步提高建筑企業經濟水平。

2.3 闡述國內外高層從抗震要求上在選型上的發展趨勢。

關于鋼結構的發展可以追溯到公元前200年，在秦始皇時期我國開展用鐵來建設橋墩。隨著工業革命的到來，鋼結構在各國建筑領域均得到了有效運用，然而在封建主義影響下，我國鋼結構發展速度相對較慢。

自新中國成立以來，鋼結構工程逐漸增多，例如：北京工人體育館，北京首都體育館屋蓋結構等，這些工程均運用到了鋼結構元素。與此同時一些高層建筑數量也逐漸增加，如：廣州新電視塔、上海浦東金茂大廈、天津津塔、深圳地王大廈等，基于這種發展局勢下，鋼材生產新產品、新技術也逐漸增多，由此證明，鋼結構具有良好的發展前景。

3 抗震問題分析

地震這一自然災害無法避免，不管是水，都只能減輕地震所帶的沖擊，而無法對地震發生次數進行控制，一旦發生地震，也會改變自然物以及土體，并且土體不同，發生變化也存在一定差異，比方說孔隙水壓力以及變形等等。一般來講，因土層結構較為特殊，就會致使這一變化出現，而結合變形以及孔壓發展可對多種土體進行判斷，其中的一大土體可對不明顯土進行反映，這一土體的發展變形速度不快，一般是干砂和老粘土、碎石土和飽水密砂，另外的一大土體可對明顯的土進行反映，這一類土體的孔壓可以極快的速度上升，并且有顯著的應變，一般是含砂粘粒量比百分之十四小的淤泥和分土，中密砂、松密砂。當地震發生時，我們會發現，相比于第一種土體，第二種土體有更好的穩定性，因此極易出現變形的情況。在開展工程時，需同土體的特點相結合，展開改造的相關工作，最大限度地發揮出土體的優勢。

4 鋼結構建筑抗震結構設計策略

綜上筆者對鋼結構建筑的發展及特點進行了闡述，為提高建筑工程承載力，還應對鋼結構建筑實施抗震設計手段，科學選擇建筑施工地址、改良構造設定規劃、設定多重抗震防線、對隔震與消能減震一類設定加以健全、把控相關的扭轉效應、提升建筑自身的橫斷面積讓載荷力分離，詳情如下。

4.1 科學選取高層建筑施工地址

為了提高建筑工程安全水平，建筑企業應對工程施工地址合理選擇，在具體選擇中建筑企業應盡量以地震發生后可降低震感為根本，從而降低地震為建筑造成的影響，從而進一步提高建筑工程的抗震性能。同時將鋼結構提升技術運用其中，大跨度屋蓋建筑結構工程中多應用的是整體提升技術，此種技術主要是通過提高塔架、拉索、提升設備等來提升在地面完成拼接的屋蓋結構，使其到達安裝的位置。在實際工程運用中，應注意幾點：一是，若結構提升后的受力值與設計不相符合時，應研究提升點位置與結構受力狀態的關系，并及時做出調整；二是，分析研究被提升拉索、塔架、結構等之間的作用關系；三是塔架、結構等提升期間，應進行人為控制，并保護好易受損構件；最后，安全評估提升期間的溫度、斷鎖和風荷載等問題。

4.2 突出規則結構形式對抗震的重要性

為了提升建筑抗震性能，建筑企業還可對混凝土建筑構造設定規劃進行改良，在規劃過程中，設計人員應遵循建筑延伸性準則，避免對建筑本身造成破壞。值得注意的是，設計人員在構造設定時應對建筑物縱向受力狀況加以考慮，以此來增強建筑工程的抗震成效。在結構設計中，還應采取自修補方式，這一方式即近幾年產生的一大新興的方式，在外國獲得了尤為大量的運用。其即混凝土處于內在與外在一同施行的作用之下，借助分散出新興的物質或是產生新興的物質而達成裂縫的自行修補，相應的修補方式囊括了滲透結晶型、結晶沉淀型等，然而，有關這一方法相應的修補理念還沒有獲得明確，且許多理念依舊還沒有獲得健全。不過，這一方式可以施行低投入型裂縫修補，因此，對這一方式輔以調研來說尤為關鍵。

4.3 設定多重抗震防線

為提高建筑物的抗震水平，建筑企業應對抗震放線進行設定，將分體系有效融合在一起，將這類構建的協調性發揮出來。經筆者了解，抗震墻通常由延性框架與抗震墻兩部分構成，通過二者聯用來增強構造的抗震特性，此外施工人員還應在抗震構造中設立贅余度，主要由內部與外部組成。在屈服處創建中施工人員應根據施工規范來進行，進一步提升構造的抗震能力。同時還應增加節點形式如狗骨式、抗震墊板等；有效利用栓焊及塑性鉸等，加強二次結構節點避免二次傷害。構造加固這一方式適宜運用到承擔能力過弱、總體特性過弱、表層被傷害過重的裂縫，以施行裂縫貫穿型加固。運用尤為普遍的構造加固方式即擴充橫截面、粘貼加固、增多桿件、預應力型加固等，選取哪一加固方式要在穩固特性評測、加固要素、構造特性、外在環境等各類要素的前提之下，以保障運用的加固方式能夠尤為科學、高效且經濟等。

4.4 健全隔震與消能減震

在高層建筑施工中，施工人員通過對隔震與消能減震設定的健全，可起到有效的抗震效果，隔震體系具備充分的剛度及豎向力度，可提高建筑物的承載力。柔性隔震構造系統可運用到中強型地震中，分散地震能量，使地震能量逐漸減弱。消能減震作為一種耗能配件，通過這一設備可起到摩擦作用，使地震能量大大減弱，讓構造損壞減少。比如，施工人員可將金屬阻尼儀運用到合適的構造部位，利用金屬的屈服返回將地震能量進行消除，從而減弱構造反應。此外，施工人員還可將調節減震把控系統運用到高層建筑中，使減震特性逐漸增強，另外還可增加防屈曲支撐等抗震結構的分散能量，增加機電抗震設計，避免附屬結構傷害的情況。

5 結束語

總之，生活層次的提升，使得民眾對于高層建筑本身的質量規定也在持續增多，高層建筑即今后民眾學習與生活的關鍵場地，要具備相應的抗震特性。高層混凝土這一建筑本身的抗震構造設定對增強這一建筑自身的抗震力度無可或缺。所以，有關工作者在對構造施以設定期間，應立足到根本，開展總體的考評，提升高層建筑本身的抗震特性。

參考文獻：

[1] 劉杰，韓育勝.高層建筑抗震結構設計淺述[J].科技資訊，2016（32）：42～43.

[2] 李晶晶，顏秉星.高層建筑抗震結構設計探討[J].智能城市，2017（1）：106.