关于钢结构工业厂房的抗震设计分析

闫艳蕾

（华电重工股份有限公司，北京 100070）

由于近几年我国的地震变得频繁，对于人们的生命财产安全造成了严重的影响，所以做好对钢结构工业厂房的抗震设计十分重要，这样才能保障钢结构工业厂房被安全地投入到企业中运用。而钢结构厂房即指主要的承重构件是由钢材组成的厂房。在开展对这种钢结构工业厂房设计的过程之中，相关的建筑设计部门应注意根据的工程情况，进行对钢结构厂房有效抗震设计，充分发挥出钢结构的施工优势，弥补钢结构厂房抗震性能差的特点，使钢结构厂房能够具有良好的防水、防腐蚀与抗震性能，随之有效地保障整个钢结构工业厂房能够得到安全地运用，为我国工业企业的发展提供有力的保障。

1 工程概况

本文对某个企业的钢结构工业厂房抗震设计方式进行探究。本工程所设计的敞开式钢结构工业厂房为工业企业的核心，设计这一厂房的实际用途为工厂的生产工作所需，需按照乙类建筑的抗震标准进行设计，以保障厂房能够被安全地运用到工厂之中。这一钢结构工业厂房的建筑主体高为76m，总长度为56m，最高层高为底层10m，最低层高为第4层高5m，相关的设计部门应严格地按照这些数据，进行对钢结构工业厂房的抗震设计，使其能真正达到厂房安全所需的抗震等级，有效地保障工厂的施工安全与作业安全。

2 结构选型

为保障对本工程所需的钢结构工业厂房有效的抗震设计，相关的建筑设计部门，应选择符合工厂生产工艺的主体结构，使其能够符合工厂抗震设计的需求，保障抗震设计的实际效果。相关的建筑设计部门，在开展钢结构工业厂房框架设计的过程中，在考虑厂房的强度、刚度与稳定性的基础上，还需对工厂所的工艺生产特点，进行对钢结构厂房的抗震设计。通过运用从基础顶至32m设计的混凝土框架结构，将其作为钢结构厂房的支撑柱，并运用垂直支撑的方式进行钢结构工业厂房的中心支撑设计，使其钢结构的刚度能够符合工厂企业所需的实际刚度，使后续的钢结构厂房抗震设计工作能够顺利地开展，保障钢结构厂房的实际应用价值。

3 抗震概念设计

3.1 钢结构的抗震作用

利用钢结构进行抗震是十分必要的，依据我国所提出的《建筑抗震设计规范》中所强调，钢结构的应用，在考虑结构延性的基础上，采用基于多遇地震作用的弹性分析设计方法，能够有效降低结构的阻尼比。而若钢结构的减振比减小的情况下，反应谱变宽；钢结构延性好的优点不能充分发挥，这主要因为未充分考虑到抗震强度水平的协同作用，从而的导致抗震力下降的现象。

3.2 抗震设防指标是否合理

在做钢结构设防的过程中，其钢结构与混凝土结构的区别在于，钢结构的破坏力比较小，如若构件或节点没有出现严重裂纹，可以继续承受荷载，完全满足“小震不坏”的要求。即使经常开裂的混凝土结构，在承载负弯矩的部位进行适当的钢筋、弯矩调幅设计，也同样能满足“小震不坏”的设计理念。所以，不能把“小震不坏”作为“小震弹性设计”，否则弹性就不能得到充分利用。

3.3 抗震等级划分

在开展对本工程钢结构厂房抗震设计的过程之中，相关的建筑设计部门，应先根据本工程的实际情况，进行抗震等级的合理划分，并按照相应的等级进行抗震设计，以保障抗震设计的效果能够得到实际的厂房抗震需求，使其能够被安全与有效地运用到企业生产工作之中。一般对高层建筑物的抗震等级划分方式，都是通过建筑物的防裂程度、结构类型与房屋高度等等，进行对其抗震等级的评定，以保障后续抗震设计工作的安全与高效开展。而对于本工程的钢结构工业厂房抗震设计而言，相关的建筑设计部门应从钢结构和混凝土结构的高度，进行对整体厂房建筑物高度的计算，以得出相应的抗震等级。使建筑设计人员能够按照混凝土框架抗震等级为一级，钢结构抗震等级为二级的方式，进行对本工程钢结构工业厂房的抗震设计，有效地保障实际的抗震设计效果。

3.4 阻尼比的取值

阻尼比的取值同样是钢结构工业厂房抗震设计中的重要环节。在开展对本工程钢结构厂房抗震设计的过程之中，相关的建筑设计部门应依据相应的抗震等级，进行对混凝土结构与钢结构阻尼比的合理取值，以保障所设计出的钢结构厂房能够具有良好的抗震性能。因考虑到钢结构厂房所出的实际地理环境，可能会遭受多次地震的问题，相关的建筑设计部门应泥浆混凝土结构的阻尼比设计为0.05，将钢结构的阻尼比设计为0.04，按照这种6:4的设计方式，保障混凝土结构能够与钢结构抗震性能互补，使其能够真正发挥出对钢结构厂房的良好抗震性能与价值，保障厂房中工作的安全与高效开展。

3.5 主要抗侧力构件材料和截面选用

在钢结构厂房抗震设计的过程中，做好对主要抗侧力构件材料的选择，以及对其截面的选用同样十分重要。否则一旦所运用的抗侧力构件刚度不足，就会严重影响到钢结构的稳定性，使其抗震性能产生严重的问题。所以，相关的建筑设计部门应注重抗侧力构件的选择，如框架梁、柱和垂直支撑的选择，选择符合工程抗震性能要求的刚度标准材料，并选择箱型截面的钢柱，以保障其实际的运用效果，使其能够有效地发挥出抗震的性能。同时，相关的建筑设计部门，在对抗侧力构件截面选用的过程之中，应选择满足长细比、宽厚比要求的截面，使其能加强对整个钢结构厂房的抗震性能保障。

3.6 钢结构和混凝土连接部位的处理方案

为保障钢结构工业厂房的抗震性能，保障钢结构与混凝土之间的应力传递是重要前提。因为一旦钢结构与混凝土之间的应力产生问题，就会使上部结构与下部结构无法传递应力，随之有效地保障整个钢结构的抗震性能，加上钢结构相对混凝土结构质量较轻，非常容易使钢结构厂房产生因地震造成的塌陷等不良问题。因此，本工程在开展抗震设计的过程之中，采用插入式柱脚的设计方法，将钢结构与混凝土连接部位有效地结合在一起，使其能有效地保障混凝土与钢结构之间的应力传递，有效地满足混凝土框架梁稳定性的要求，加强对钢结构厂房抗震性能的保证。由此，使所设计的钢结构工业厂房，能够得到良好的抗震性能保证，以保障所设计的工业厂房能够满足企业安全经营生产的实际需求。

4 抗震计算方法和分析

在开展对本工程钢结构厂房抗震设计的过程之中，做好对各个结构主体抗侧力构件大小，以及截面配筋尺寸的设计十分重要，这是开展抗震设计中的重要环节之一。设计人员根据钢结构厂房的特性，运用结构设计软件进行相关的抗震数据计算与分析，保障所设计的钢结构厂房的实际抗震性能。之后，相关的建筑设计部门，根据所计算出的抗震设计数据，进行对相应钢结构厂房中各个抗震结构的有效设计，使所设计的钢结构厂房能够真正达到企业所需的抗震性能需要，使其能够被安全地运用到企业生产工作之中。

4.1 结构静力分析

在开展对钢结构厂房抗震设计中结构静力分析的过程中，相关的设计人员充分考虑到钢结构重量与刚度分布不均匀的问题，运用相应的抗震数据计算程序，使其能够进行对各个厂房楼层中抗震位移、刚度比与承载力比数值的有效计算，使其能够有效地满足钢结构厂房所需的抗震性能要求。而在实际进行对钢结构厂房应力抗震设计的过程中，设计人员同样运用相应的抗震程序对实际刚度进行设计分析，以保障能够有效地满足钢结构的抗震需求，进一步提高钢结构厂房的实际抗震效果与抗震性能。

而在实际开展对钢结构厂房抗震设计的过程之中，建筑设计部门同样应以所计算的抗震数据为依据，按照这些数据进行对厂房抗震性能的设计，通过合理的调整框架梁、柱、垂直支撑等结构设计，使其能够有效地保障整个钢结构的抗震性能，使其能够被有效地运用到企业之中，保障企业之中实际安全开展工作的效果，以及对地震的实际防护效果。

此外，建筑工程部门应加强对建筑设计人员的培训，使其能够具有运用专用软件进行抗震数据测试的能力，使其能够依据所测试出的抗震数据，进行对相应抗震结构的有效设计，使其能根据实际的设计方案与现场施工情况，安全与高效地开展钢结构厂房抗震施工。从根源上消除因设计人员对抗震数据的计算不准确，做出错误的分析，而影响钢结构厂房抗震性能的不良现象。同时使相关的建筑工程人员，都能严格地按照相应的抗震设计工作流程，开展相应的抗震工作，以确保对本工程钢结构厂房抗震设计的实际效果。

4.2 抗震性能化设计

抗震性能化设计同样是开展钢结构厂房抗震设计中的核心所在，钢结构厂房的抗震性能得到有效的发挥，才能真正有效地保障钢结构厂房的抗震效果。相关的建筑设计部门，应进行对钢支撑的框架结构进行合理的设计分析，先进行对钢结构框架支撑数据的计算，使其能够真正达到工程所需的相应抗震等级，以保障后续对钢结构厂房的设计抗震设计效果。通过这种对钢结构厂房中框架结构支撑数据的有效计算，找到结构抗震的相应设计需求，以保障随后开展的钢结构厂房抗震工作的安全与顺利开展。而相关的建筑设计部门，还需借助所测试的相应的钢结构厂房框架结构的抗震数据，进行相应的厂房的抗震性能化设计，使其能够达到钢结构厂房实际所需的抗震等级，使其能够充分发挥出这种抗震性能设计的优势，有效地保障整个钢结构厂房的抗震性能，促使工厂在钢结构厂房中能够安全与高效地开展相应的生产工作。与此同时，相关的建筑设计部门应根据分析出的数据，进行对结构超限的部分进行相应的抗震性能设计工作，有效改善结构中产生的不良应力问题，使其能够有效地改善钢结构中应力不足地方，使结构能够在遭遇地震的过程之中，得到钢结构与混凝土结构的有效应力支撑，有效地保障钢结构厂房的抗震性能与设计效果。此外，相关的建筑设计部门还应在做好钢结构厂房的抗震设计后，检查所设计的抗震方式是否符合工程所要求的防震性能，使其能够及时根据所检测的数据，进行相应的更改与完善抗震设计，不断加强对钢结构厂房的抗震设计，使钢结构厂房的抗震性能能够不断提高，进一步提高钢结构厂房的实际抗震效果。由此，使当地震能够真正来临的时候，使钢结构厂房的抗震性能能够得到有效地发挥，有效地保护好厂房中的人员安全，促使企业的健康与稳定发展。

5 结语

综上所述，在开展钢结构工业厂房设计过程之中，做好对其厂房的抗震设计，才能使厂房真正达到企业所需的厂房安全性与抗震性要求，保障企业的健康经营与发展。相关的钢结构厂房设计部门，应意识到做好抗震设计的重要性，通过对抗震结构的合理设计，对抗震数据的有效计算，对抗震设施的有效建设，有效地保障钢结构工业厂房的抗震性能，从而促使我国工业厂房设计工作的安全与高效开展，加快我国工业经济发展的步伐。