钢结构建筑抗震结构设计探讨

陈波

摘 要：随着时代的发展，我国建筑行业呈现出新的发展趋势，高层钢结构建筑数量逐渐增多，其规模与日俱增，为促进钢结构建筑承载水平的提升，应对建筑进行抗震结构设计，本文将对钢结构建筑抗震结构设计策略展开阐述。

关键词：钢结构建筑；抗震结构设计；对策研究

1 前言

与传统混凝土建筑结构相比，钢结构建筑优势更显著，强度高、韧性好，在民用建筑中得到了有效应用，值得注意的是，钢结构建筑发展还处于初步阶段，我国建筑部门缺乏对钢结构建筑优势的了解，从而为建筑抗震能力造成影响，笔者分别从：钢结构建筑相关研究、抗震问题分析、钢结构建筑抗震结构设计策略、促进钢结构抗震性能的有效对策，四个方面进行阐述。

2 钢结构建筑相关研究

2.1 分析混凝土与钢结构的差异及选择钢结构的优势

在建筑工程施工中混凝土结构作为重要的施工结构，在建筑工程中发挥着重要作用，然而因为混凝土在加以凝固期间，水分遗失尤为迅速，使得混凝土类构造有所收缩，大多即因为环境而引发的，例如，温度过高、天气过干等，这类收缩让建筑的表层具备相应的特征，中部过宽、两侧过窄，且产生的裂缝不一致，对工程质量造成了影响，基于这种情况下钢结构的出现便可弥补这一点。

2.2 阐述钢结构内在性能在抗震上的优势

之所以钢结构受到诸多建筑企业的青睐，归根结底还是因为这种结构优点诸多，如：钢材强度高、材质均匀、施工速度快。通过钢结构施工方法还可降低建筑工程造价，进一步提高建筑企業经济水平。

2.3 阐述国内外高层从抗震要求上在选型上的发展趋势。

关于钢结构的发展可以追溯到公元前200年，在秦始皇时期我国开展用铁来建设桥墩。随着工业革命的到来，钢结构在各国建筑领域均得到了有效运用，然而在封建主义影响下，我国钢结构发展速度相对较慢。

自新中国成立以来，钢结构工程逐渐增多，例如：北京工人体育馆，北京首都体育馆屋盖结构等，这些工程均运用到了钢结构元素。与此同时一些高层建筑数量也逐渐增加，如：广州新电视塔、上海浦东金茂大厦、天津津塔、深圳地王大厦等，基于这种发展局势下，钢材生产新产品、新技术也逐渐增多，由此证明，钢结构具有良好的发展前景。

3 抗震问题分析

地震这一自然灾害无法避免，不管是水，都只能减轻地震所带的冲击，而无法对地震发生次数进行控制，一旦发生地震，也会改变自然物以及土体，并且土体不同，发生变化也存在一定差异，比方说孔隙水压力以及变形等等。一般来讲，因土层结构较为特殊，就会致使这一变化出现，而结合变形以及孔压发展可对多种土体进行判断，其中的一大土体可对不明显土进行反映，这一土体的发展变形速度不快，一般是干砂和老粘土、碎石土和饱水密砂，另外的一大土体可对明显的土进行反映，这一类土体的孔压可以极快的速度上升，并且有显著的应变，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。当地震发生时，我们会发现，相比于第一种土体，第二种土体有更好的稳定性，因此极易出现变形的情况。在开展工程时，需同土体的特点相结合，展开改造的相关工作，最大限度地发挥出土体的优势。

4 钢结构建筑抗震结构设计策略

综上笔者对钢结构建筑的发展及特点进行了阐述，为提高建筑工程承载力，还应对钢结构建筑实施抗震设计手段，科学选择建筑施工地址、改良构造设定规划、设定多重抗震防线、对隔震与消能减震一类设定加以健全、把控相关的扭转效应、提升建筑自身的横断面积让载荷力分离，详情如下。

4.1 科学选取高层建筑施工地址

为了提高建筑工程安全水平，建筑企业应对工程施工地址合理选择，在具体选择中建筑企业应尽量以地震发生后可降低震感为根本，从而降低地震为建筑造成的影响，从而进一步提高建筑工程的抗震性能。同时将钢结构提升技术运用其中，大跨度屋盖建筑结构工程中多应用的是整体提升技术，此种技术主要是通过提高塔架、拉索、提升设备等来提升在地面完成拼接的屋盖结构，使其到达安装的位置。在实际工程运用中，应注意几点：一是，若结构提升后的受力值与设计不相符合时，应研究提升点位置与结构受力状态的关系，并及时做出调整；二是，分析研究被提升拉索、塔架、结构等之间的作用关系；三是塔架、结构等提升期间，应进行人为控制，并保护好易受损构件；最后，安全评估提升期间的温度、断锁和风荷载等问题。

4.2 突出规则结构形式对抗震的重要性

为了提升建筑抗震性能，建筑企业还可对混凝土建筑构造设定规划进行改良，在规划过程中，设计人员应遵循建筑延伸性准则，避免对建筑本身造成破坏。值得注意的是，设计人员在构造设定时应对建筑物纵向受力状况加以考虑，以此来增强建筑工程的抗震成效。在结构设计中，还应采取自修补方式，这一方式即近几年产生的一大新兴的方式，在外国获得了尤为大量的运用。其即混凝土处于内在与外在一同施行的作用之下，借助分散出新兴的物质或是产生新兴的物质而达成裂缝的自行修补，相应的修补方式囊括了渗透结晶型、结晶沉淀型等，然而，有关这一方法相应的修补理念还没有获得明确，且许多理念依旧还没有获得健全。不过，这一方式可以施行低投入型裂缝修补，因此，对这一方式辅以调研来说尤为关键。

4.3 设定多重抗震防线

为提高建筑物的抗震水平，建筑企业应对抗震放线进行设定，将分体系有效融合在一起，将这类构建的协调性发挥出来。经笔者了解，抗震墙通常由延性框架与抗震墙两部分构成，通过二者联用来增强构造的抗震特性，此外施工人员还应在抗震构造中设立赘余度，主要由内部与外部组成。在屈服处创建中施工人员应根据施工规范来进行，进一步提升构造的抗震能力。同时还应增加节点形式如狗骨式、抗震垫板等；有效利用栓焊及塑性铰等，加强二次结构节点避免二次伤害。构造加固这一方式适宜运用到承担能力过弱、总体特性过弱、表层被伤害过重的裂缝，以施行裂缝贯穿型加固。运用尤为普遍的构造加固方式即扩充横截面、粘贴加固、增多杆件、预应力型加固等，选取哪一加固方式要在稳固特性评测、加固要素、构造特性、外在环境等各类要素的前提之下，以保障运用的加固方式能够尤为科学、高效且经济等。

4.4 健全隔震与消能减震

在高层建筑施工中，施工人员通过对隔震与消能减震设定的健全，可起到有效的抗震效果，隔震体系具备充分的刚度及竖向力度，可提高建筑物的承载力。柔性隔震构造系统可运用到中强型地震中，分散地震能量，使地震能量逐渐减弱。消能减震作为一种耗能配件，通过这一设备可起到摩擦作用，使地震能量大大减弱，让构造损坏减少。比如，施工人员可将金属阻尼仪运用到合适的构造部位，利用金属的屈服返回将地震能量进行消除，从而减弱构造反应。此外，施工人员还可将调节减震把控系统运用到高层建筑中，使减震特性逐渐增强，另外还可增加防屈曲支撑等抗震结构的分散能量，增加机电抗震设计，避免附属结构伤害的情况。

5 结束语

总之，生活层次的提升，使得民众对于高层建筑本身的质量规定也在持续增多，高层建筑即今后民众学习与生活的关键场地，要具备相应的抗震特性。高层混凝土这一建筑本身的抗震构造设定对增强这一建筑自身的抗震力度无可或缺。所以，有关工作者在对构造施以设定期间，应立足到根本，开展总体的考评，提升高层建筑本身的抗震特性。

参考文献：

[1] 刘杰，韩育胜.高层建筑抗震结构设计浅述[J].科技资讯，2016（32）：42～43.

[2] 李晶晶，颜秉星.高层建筑抗震结构设计探讨[J].智能城市，2017（1）：106.