浅谈钢结构建筑的抗震能力设计及建议

摘 要：本文主要就通过的对钢结构建筑的震害特点进行分析，从而总结得出钢结构的抗震体系，并针对钢结构实施有效的抗震设计进行了简要的探究，提出了钢结构建构进行抗震设计的相关建议，希望通过本文的探究，能够为相关的人员提供一定的借鉴和参考。

关键词：钢结构建筑；抗震能力设计；建议

钢结构建筑是目前建筑中最常见的一种类型，这种建筑结构不会受到地震的较大影响，这种建筑结构具有较好的延展性，虽然在地震下会出现大变形的情况，但是也不会出现倒塌的情况，从而保障了建筑居民的生命财产安全。而钢结构建筑所具有的这种抗震性能也需要通过合理的设计才能够实现，下面本文主要就针对钢结构建筑的抗震能力设计及建议进行深入的分析。

1 钢结构建筑的震害特点分析

1.1 节点连接破坏

节点连接破坏的类型主要有两种，一种是框架梁柱节点破坏，另外一种就是支撑连接破坏。其中造成框架梁柱节点破坏出现的主要原因就是在节点的下翼缘处出现了严重的裂缝问题，而这种问题主要是因为钢结构梁的上翼缘部位在进行焊接处理的过程中，由于没有腹板的支持，所以使得焊接缝受到了影响，进而就产生了裂缝。同时，焊缝本身就存在一些质量上的问题，这样也会造成框架梁柱节点破坏的出现。另外，焊缝在金属的冲击下，韧性逐渐下降，钢结构性能的要求也逐渐的降低等情况下，也会使得框架梁柱节点出现严重的破坏现象。

采用螺栓支撑连接的钢结构，支撑杆件螺孔之间的剪切滑移，节点板端的剪切滑移以及支撑面的断裂都会降低钢结构的稳定性，钢结构建筑的支撑结构中影响抗震性能的抗侧力部分，一旦发生地震将会首先承受地震的水平作用，如果建筑的某一个楼层的支撑发生损坏，将会削弱整个楼层抗震性能，进而会影响到整个建筑的抗震性能。

1.2 构件破坏

框架支撑结构中，常常会出现支撑杆件失稳的情况，也会出现杆件断裂损坏的情况。但是只要采取合理的设计，那么地震就不会对支撑构建造成严重的影响，而且在多次的地震的冲击下，即使杆件出现变形的情况，也会很快的恢复到原状，从而确保杆件的稳定性，但是在地震突发的地带，支撑杆件由于突然受到巨大拉力的影响，这样就会使得杆件在一定程度上出现失稳的问题，钢结构建筑也会逐渐的转变为塑性屈服的状况，而在拉压次数逐渐增加的情况下，钢结构建筑的承载能力也会越来越弱，在拉压力超过钢结构建筑承载力的极限时，在杆件支撑的中心位置出，就会有塑性铰的出现，而当杆件的塑性铰为反向形成状态时，则支撑杆件的抗拉刚度也就会慢慢的恢复到原位。

1.3 构件的倒塌破坏

就以20世纪80年代中期墨西哥出现的大地震作为实例进行分析，在这次地震中，有3栋采用钢结构进行修建的综合性大楼，其中一栋出现了倒塌的情况。而其他的两栋则并没有倒塌，只是出现了严重的损坏，这三种大楼都是在受到地震冲击力的影响下，支撑结构体系出现了纵向或者是横向的偏移，从而发生了倒塌或者是破坏的情况。

由于地震的影响，使得这三栋建筑的质量重心出现了偏差，刚度重心也距离较远，在一定程度上扭转效应相对较大，钢柱在承载力上相较于地震冲击力来说要小，由于地震的冲击力过大，超过了建筑结构所承受的极限，从而就会出现严重的破坏或者是倒塌的情况。从这一点就可以充分的了解到，在对钢结构建筑所具有的抗震性能进行提升的过程中，应该采用规则对称的结构体系，从而使得钢结构建筑具备更强的抗震性能，以此来保障人们的生命财产安全。

2 钢结构的抗震体系

钢结构建筑在目前大家建筑工程中较为常见，其结构体系主要包括了钢架结构体系、框架中心支撑结构等多种体系形式。其中框架结构体系有着较强的延展性能，在这种结构体系中，抗震性能较为突出，然而，却没有较强的抗侧刚度，在高层建筑中，并不适用，也无法起到良好的支撑作用。而框架支撑结构体系虽然具有较强的抗侧刚度，能够有效的对高层建筑起到支撑的作用，但是在支撑构件的滞回性能上，表现并不突出，无法对地震所产生的冲击力进行有效的消散处理，这就使得这种结构体系的抗震能力无法发挥出其实际的效用，在抗震性能上相较于框架结构来说较弱。

通过分析可以看出这两种钢结构体系均就有一定的缺陷，在应用上也具有局限性，所以，相关的人员研究出一种新型的钢结构建筑体系，给体系就是框架偏心结构，这一结构主要是利用偏心梁所具有的剪切屈服性能来对地震能量进行消散处理，使得地震的冲击力可以降低，从而使得支撑结构能够保持较好的稳定性，这样就能够使得钢结构建筑体系的抗震性能得到有效的提升。

3 钢结构的抗震设计

3.1 合理选择钢结构建筑的场地和地基

选择建筑场地之前，首先应该结合整个建筑的需求，掌握建筑所处场地的地震活动情况和工程地质资料，对建筑场地进行综合评价，将建筑选择对抗震有利的区域，尽量避开对抗震不理的地质结构，例如软弱场地、边坡边缘等。为了避免钢结构建筑出现不均匀沉降而导致结构产生裂缝、倾斜等，使建筑结构构件过早进入塑性区，同一结构单元的结构不能设置在不同的地基上，应该加强地基的整体性和刚性，不利场地和地基应该采取补救加固措施等。

3.2 科学合理设计钢结构建筑的结构

首先钢结构建筑形状力求规则和简单，这样钢结构建筑的受力性能比较明确，地震作用力对建筑结构的破坏比较小，在抗震设计中尽量要求建筑形状规则和对称，来减少刚度中心和质量重心的偏移。其次是钢结构建筑的强度、刚度和承载力应该连续变化，在楼层平面内均匀变化，并且沿着建筑结构竖向变化也要均匀和连续。

4 钢结构建筑的设计建议

选择建筑场地和地基必须选择对抗震有利的场地和地基，这会在很大程度上影响钢结构的地震反应，而钢结构的地震反应将会直接体现在钢结构的震害上，对于无法避开的场地和地基应该采取必要的补救措施。

对于钢结构建筑的抗震设计注意以下两点：建筑结构形状力求规则和对称，这样能够减少刚度中心和质量重心的偏离；结构的刚度、强度和承载力要均匀连续变化。综合考虑钢结构建筑各种因素选择合理的抗震结构体系，钢结构应该设置多道抗震防线，保证建筑结构的必要刚度和强度，使得建筑结构在地震中具有良好的变形能力以及耗能能力。

结束语

通过本文的分析可以充分的了解到，钢结构建筑在进行抗震设计的过程中，所涉及到的内容有很多，而本文则主要选取了其中最具有代表性的抗震设计内容进行了论述，总的来说，钢结构建筑的抗震设计在建筑设计中所占有的地位不可取代，合理的遵照相应的抗震设计原则，并制定出具体的钢结构抗震设计方案，依据抗震设计方案来对钢结构建筑中出现的各种相关问题进行有效的解决，从而确保钢结构建筑的稳定性和安全性，进而更好的保障人们的生命财产安全。

参考文献

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