關(guān)于鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的抗震設(shè)計分析

閆艷蕾

（華電重工股份有限公司，北京 100070）

由于近幾年我國的地震變得頻繁，對于人們的生命財產(chǎn)安全造成了嚴(yán)重的影響，所以做好對鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的抗震設(shè)計十分重要，這樣才能保障鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房被安全地投入到企業(yè)中運用。而鋼結(jié)構(gòu)廠房即指主要的承重構(gòu)件是由鋼材組成的廠房。在開展對這種鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房設(shè)計的過程之中，相關(guān)的建筑設(shè)計部門應(yīng)注意根據(jù)的工程情況，進(jìn)行對鋼結(jié)構(gòu)廠房有效抗震設(shè)計，充分發(fā)揮出鋼結(jié)構(gòu)的施工優(yōu)勢，彌補鋼結(jié)構(gòu)廠房抗震性能差的特點，使鋼結(jié)構(gòu)廠房能夠具有良好的防水、防腐蝕與抗震性能，隨之有效地保障整個鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房能夠得到安全地運用，為我國工業(yè)企業(yè)的發(fā)展提供有力的保障。

1 工程概況

本文對某個企業(yè)的鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房抗震設(shè)計方式進(jìn)行探究。本工程所設(shè)計的敞開式鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房為工業(yè)企業(yè)的核心，設(shè)計這一廠房的實際用途為工廠的生產(chǎn)工作所需，需按照乙類建筑的抗震標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計，以保障廠房能夠被安全地運用到工廠之中。這一鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的建筑主體高為76m，總長度為56m，最高層高為底層10m，最低層高為第4層高5m，相關(guān)的設(shè)計部門應(yīng)嚴(yán)格地按照這些數(shù)據(jù)，進(jìn)行對鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的抗震設(shè)計，使其能真正達(dá)到廠房安全所需的抗震等級，有效地保障工廠的施工安全與作業(yè)安全。

2 結(jié)構(gòu)選型

為保障對本工程所需的鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房有效的抗震設(shè)計，相關(guān)的建筑設(shè)計部門，應(yīng)選擇符合工廠生產(chǎn)工藝的主體結(jié)構(gòu)，使其能夠符合工廠抗震設(shè)計的需求，保障抗震設(shè)計的實際效果。相關(guān)的建筑設(shè)計部門，在開展鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房框架設(shè)計的過程中，在考慮廠房的強度、剛度與穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，還需對工廠所的工藝生產(chǎn)特點，進(jìn)行對鋼結(jié)構(gòu)廠房的抗震設(shè)計。通過運用從基礎(chǔ)頂至32m設(shè)計的混凝土框架結(jié)構(gòu)，將其作為鋼結(jié)構(gòu)廠房的支撐柱，并運用垂直支撐的方式進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的中心支撐設(shè)計，使其鋼結(jié)構(gòu)的剛度能夠符合工廠企業(yè)所需的實際剛度，使后續(xù)的鋼結(jié)構(gòu)廠房抗震設(shè)計工作能夠順利地開展，保障鋼結(jié)構(gòu)廠房的實際應(yīng)用價值。

3 抗震概念設(shè)計

3.1 鋼結(jié)構(gòu)的抗震作用

利用鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震是十分必要的，依據(jù)我國所提出的《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》中所強調(diào)，鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，在考慮結(jié)構(gòu)延性的基礎(chǔ)上，采用基于多遇地震作用的彈性分析設(shè)計方法，能夠有效降低結(jié)構(gòu)的阻尼比。而若鋼結(jié)構(gòu)的減振比減小的情況下，反應(yīng)譜變寬；鋼結(jié)構(gòu)延性好的優(yōu)點不能充分發(fā)揮，這主要因為未充分考慮到抗震強度水平的協(xié)同作用，從而的導(dǎo)致抗震力下降的現(xiàn)象。

3.2 抗震設(shè)防指標(biāo)是否合理

在做鋼結(jié)構(gòu)設(shè)防的過程中，其鋼結(jié)構(gòu)與混凝土結(jié)構(gòu)的區(qū)別在于，鋼結(jié)構(gòu)的破壞力比較小，如若構(gòu)件或節(jié)點沒有出現(xiàn)嚴(yán)重裂紋，可以繼續(xù)承受荷載，完全滿足“小震不壞”的要求。即使經(jīng)常開裂的混凝土結(jié)構(gòu)，在承載負(fù)彎矩的部位進(jìn)行適當(dāng)?shù)匿摻睢澗卣{(diào)幅設(shè)計，也同樣能滿足“小震不壞”的設(shè)計理念。所以，不能把“小震不壞”作為“小震彈性設(shè)計”，否則彈性就不能得到充分利用。

3.3 抗震等級劃分

在開展對本工程鋼結(jié)構(gòu)廠房抗震設(shè)計的過程之中，相關(guān)的建筑設(shè)計部門，應(yīng)先根據(jù)本工程的實際情況，進(jìn)行抗震等級的合理劃分，并按照相應(yīng)的等級進(jìn)行抗震設(shè)計，以保障抗震設(shè)計的效果能夠得到實際的廠房抗震需求，使其能夠被安全與有效地運用到企業(yè)生產(chǎn)工作之中。一般對高層建筑物的抗震等級劃分方式，都是通過建筑物的防裂程度、結(jié)構(gòu)類型與房屋高度等等，進(jìn)行對其抗震等級的評定，以保障后續(xù)抗震設(shè)計工作的安全與高效開展。而對于本工程的鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房抗震設(shè)計而言，相關(guān)的建筑設(shè)計部門應(yīng)從鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)的高度，進(jìn)行對整體廠房建筑物高度的計算，以得出相應(yīng)的抗震等級。使建筑設(shè)計人員能夠按照混凝土框架抗震等級為一級，鋼結(jié)構(gòu)抗震等級為二級的方式，進(jìn)行對本工程鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的抗震設(shè)計，有效地保障實際的抗震設(shè)計效果。

3.4 阻尼比的取值

阻尼比的取值同樣是鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房抗震設(shè)計中的重要環(huán)節(jié)。在開展對本工程鋼結(jié)構(gòu)廠房抗震設(shè)計的過程之中，相關(guān)的建筑設(shè)計部門應(yīng)依據(jù)相應(yīng)的抗震等級，進(jìn)行對混凝土結(jié)構(gòu)與鋼結(jié)構(gòu)阻尼比的合理取值，以保障所設(shè)計出的鋼結(jié)構(gòu)廠房能夠具有良好的抗震性能。因考慮到鋼結(jié)構(gòu)廠房所出的實際地理環(huán)境，可能會遭受多次地震的問題，相關(guān)的建筑設(shè)計部門應(yīng)泥漿混凝土結(jié)構(gòu)的阻尼比設(shè)計為0.05，將鋼結(jié)構(gòu)的阻尼比設(shè)計為0.04，按照這種6:4的設(shè)計方式，保障混凝土結(jié)構(gòu)能夠與鋼結(jié)構(gòu)抗震性能互補，使其能夠真正發(fā)揮出對鋼結(jié)構(gòu)廠房的良好抗震性能與價值，保障廠房中工作的安全與高效開展。

3.5 主要抗側(cè)力構(gòu)件材料和截面選用

在鋼結(jié)構(gòu)廠房抗震設(shè)計的過程中，做好對主要抗側(cè)力構(gòu)件材料的選擇，以及對其截面的選用同樣十分重要。否則一旦所運用的抗側(cè)力構(gòu)件剛度不足，就會嚴(yán)重影響到鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，使其抗震性能產(chǎn)生嚴(yán)重的問題。所以，相關(guān)的建筑設(shè)計部門應(yīng)注重抗側(cè)力構(gòu)件的選擇，如框架梁、柱和垂直支撐的選擇，選擇符合工程抗震性能要求的剛度標(biāo)準(zhǔn)材料，并選擇箱型截面的鋼柱，以保障其實際的運用效果，使其能夠有效地發(fā)揮出抗震的性能。同時，相關(guān)的建筑設(shè)計部門，在對抗側(cè)力構(gòu)件截面選用的過程之中，應(yīng)選擇滿足長細(xì)比、寬厚比要求的截面，使其能加強對整個鋼結(jié)構(gòu)廠房的抗震性能保障。

3.6 鋼結(jié)構(gòu)和混凝土連接部位的處理方案

為保障鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的抗震性能，保障鋼結(jié)構(gòu)與混凝土之間的應(yīng)力傳遞是重要前提。因為一旦鋼結(jié)構(gòu)與混凝土之間的應(yīng)力產(chǎn)生問題，就會使上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu)無法傳遞應(yīng)力，隨之有效地保障整個鋼結(jié)構(gòu)的抗震性能，加上鋼結(jié)構(gòu)相對混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量較輕，非常容易使鋼結(jié)構(gòu)廠房產(chǎn)生因地震造成的塌陷等不良問題。因此，本工程在開展抗震設(shè)計的過程之中，采用插入式柱腳的設(shè)計方法，將鋼結(jié)構(gòu)與混凝土連接部位有效地結(jié)合在一起，使其能有效地保障混凝土與鋼結(jié)構(gòu)之間的應(yīng)力傳遞，有效地滿足混凝土框架梁穩(wěn)定性的要求，加強對鋼結(jié)構(gòu)廠房抗震性能的保證。由此，使所設(shè)計的鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房，能夠得到良好的抗震性能保證，以保障所設(shè)計的工業(yè)廠房能夠滿足企業(yè)安全經(jīng)營生產(chǎn)的實際需求。

4 抗震計算方法和分析

在開展對本工程鋼結(jié)構(gòu)廠房抗震設(shè)計的過程之中，做好對各個結(jié)構(gòu)主體抗側(cè)力構(gòu)件大小，以及截面配筋尺寸的設(shè)計十分重要，這是開展抗震設(shè)計中的重要環(huán)節(jié)之一。設(shè)計人員根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)廠房的特性，運用結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件進(jìn)行相關(guān)的抗震數(shù)據(jù)計算與分析，保障所設(shè)計的鋼結(jié)構(gòu)廠房的實際抗震性能。之后，相關(guān)的建筑設(shè)計部門，根據(jù)所計算出的抗震設(shè)計數(shù)據(jù)，進(jìn)行對相應(yīng)鋼結(jié)構(gòu)廠房中各個抗震結(jié)構(gòu)的有效設(shè)計，使所設(shè)計的鋼結(jié)構(gòu)廠房能夠真正達(dá)到企業(yè)所需的抗震性能需要，使其能夠被安全地運用到企業(yè)生產(chǎn)工作之中。

4.1 結(jié)構(gòu)靜力分析

在開展對鋼結(jié)構(gòu)廠房抗震設(shè)計中結(jié)構(gòu)靜力分析的過程中，相關(guān)的設(shè)計人員充分考慮到鋼結(jié)構(gòu)重量與剛度分布不均勻的問題，運用相應(yīng)的抗震數(shù)據(jù)計算程序，使其能夠進(jìn)行對各個廠房樓層中抗震位移、剛度比與承載力比數(shù)值的有效計算，使其能夠有效地滿足鋼結(jié)構(gòu)廠房所需的抗震性能要求。而在實際進(jìn)行對鋼結(jié)構(gòu)廠房應(yīng)力抗震設(shè)計的過程中，設(shè)計人員同樣運用相應(yīng)的抗震程序?qū)嶋H剛度進(jìn)行設(shè)計分析，以保障能夠有效地滿足鋼結(jié)構(gòu)的抗震需求，進(jìn)一步提高鋼結(jié)構(gòu)廠房的實際抗震效果與抗震性能。

而在實際開展對鋼結(jié)構(gòu)廠房抗震設(shè)計的過程之中，建筑設(shè)計部門同樣應(yīng)以所計算的抗震數(shù)據(jù)為依據(jù)，按照這些數(shù)據(jù)進(jìn)行對廠房抗震性能的設(shè)計，通過合理的調(diào)整框架梁、柱、垂直支撐等結(jié)構(gòu)設(shè)計，使其能夠有效地保障整個鋼結(jié)構(gòu)的抗震性能，使其能夠被有效地運用到企業(yè)之中，保障企業(yè)之中實際安全開展工作的效果，以及對地震的實際防護(hù)效果。

此外，建筑工程部門應(yīng)加強對建筑設(shè)計人員的培訓(xùn)，使其能夠具有運用專用軟件進(jìn)行抗震數(shù)據(jù)測試的能力，使其能夠依據(jù)所測試出的抗震數(shù)據(jù)，進(jìn)行對相應(yīng)抗震結(jié)構(gòu)的有效設(shè)計，使其能根據(jù)實際的設(shè)計方案與現(xiàn)場施工情況，安全與高效地開展鋼結(jié)構(gòu)廠房抗震施工。從根源上消除因設(shè)計人員對抗震數(shù)據(jù)的計算不準(zhǔn)確，做出錯誤的分析，而影響鋼結(jié)構(gòu)廠房抗震性能的不良現(xiàn)象。同時使相關(guān)的建筑工程人員，都能嚴(yán)格地按照相應(yīng)的抗震設(shè)計工作流程，開展相應(yīng)的抗震工作，以確保對本工程鋼結(jié)構(gòu)廠房抗震設(shè)計的實際效果。

4.2 抗震性能化設(shè)計

抗震性能化設(shè)計同樣是開展鋼結(jié)構(gòu)廠房抗震設(shè)計中的核心所在，鋼結(jié)構(gòu)廠房的抗震性能得到有效的發(fā)揮，才能真正有效地保障鋼結(jié)構(gòu)廠房的抗震效果。相關(guān)的建筑設(shè)計部門，應(yīng)進(jìn)行對鋼支撐的框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的設(shè)計分析，先進(jìn)行對鋼結(jié)構(gòu)框架支撐數(shù)據(jù)的計算，使其能夠真正達(dá)到工程所需的相應(yīng)抗震等級，以保障后續(xù)對鋼結(jié)構(gòu)廠房的設(shè)計抗震設(shè)計效果。通過這種對鋼結(jié)構(gòu)廠房中框架結(jié)構(gòu)支撐數(shù)據(jù)的有效計算，找到結(jié)構(gòu)抗震的相應(yīng)設(shè)計需求，以保障隨后開展的鋼結(jié)構(gòu)廠房抗震工作的安全與順利開展。而相關(guān)的建筑設(shè)計部門，還需借助所測試的相應(yīng)的鋼結(jié)構(gòu)廠房框架結(jié)構(gòu)的抗震數(shù)據(jù)，進(jìn)行相應(yīng)的廠房的抗震性能化設(shè)計，使其能夠達(dá)到鋼結(jié)構(gòu)廠房實際所需的抗震等級，使其能夠充分發(fā)揮出這種抗震性能設(shè)計的優(yōu)勢，有效地保障整個鋼結(jié)構(gòu)廠房的抗震性能，促使工廠在鋼結(jié)構(gòu)廠房中能夠安全與高效地開展相應(yīng)的生產(chǎn)工作。與此同時，相關(guān)的建筑設(shè)計部門應(yīng)根據(jù)分析出的數(shù)據(jù)，進(jìn)行對結(jié)構(gòu)超限的部分進(jìn)行相應(yīng)的抗震性能設(shè)計工作，有效改善結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的不良應(yīng)力問題，使其能夠有效地改善鋼結(jié)構(gòu)中應(yīng)力不足地方，使結(jié)構(gòu)能夠在遭遇地震的過程之中，得到鋼結(jié)構(gòu)與混凝土結(jié)構(gòu)的有效應(yīng)力支撐，有效地保障鋼結(jié)構(gòu)廠房的抗震性能與設(shè)計效果。此外，相關(guān)的建筑設(shè)計部門還應(yīng)在做好鋼結(jié)構(gòu)廠房的抗震設(shè)計后，檢查所設(shè)計的抗震方式是否符合工程所要求的防震性能，使其能夠及時根據(jù)所檢測的數(shù)據(jù)，進(jìn)行相應(yīng)的更改與完善抗震設(shè)計，不斷加強對鋼結(jié)構(gòu)廠房的抗震設(shè)計，使鋼結(jié)構(gòu)廠房的抗震性能能夠不斷提高，進(jìn)一步提高鋼結(jié)構(gòu)廠房的實際抗震效果。由此，使當(dāng)?shù)卣鹉軌蛘嬲齺砼R的時候，使鋼結(jié)構(gòu)廠房的抗震性能能夠得到有效地發(fā)揮，有效地保護(hù)好廠房中的人員安全，促使企業(yè)的健康與穩(wěn)定發(fā)展。

5 結(jié)語

綜上所述，在開展鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房設(shè)計過程之中，做好對其廠房的抗震設(shè)計，才能使廠房真正達(dá)到企業(yè)所需的廠房安全性與抗震性要求，保障企業(yè)的健康經(jīng)營與發(fā)展。相關(guān)的鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計部門，應(yīng)意識到做好抗震設(shè)計的重要性，通過對抗震結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計，對抗震數(shù)據(jù)的有效計算，對抗震設(shè)施的有效建設(shè)，有效地保障鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的抗震性能，從而促使我國工業(yè)廠房設(shè)計工作的安全與高效開展，加快我國工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的步伐。