鋼結(jié)構(gòu)建筑的抗震設(shè)計(jì)

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一、鋼結(jié)構(gòu)的抗震體系

鋼結(jié)構(gòu)建筑的結(jié)構(gòu)體系有框架結(jié)構(gòu)體系、框架中心支撐結(jié)構(gòu)和框架偏心支撐結(jié)構(gòu)等。框架結(jié)構(gòu)體系具有良好的結(jié)構(gòu)延性，使得該結(jié)構(gòu)具有優(yōu)良的抗震性能，但是由于抗側(cè)剛度不足，不宜用于高層建筑中。框架中心支撐結(jié)構(gòu)體系具有極強(qiáng)的抗側(cè)剛度，適用于高層建筑中，但是支撐構(gòu)件的滯回性能比較差，對于地震能量耗散能力有限，抗震能力明顯不如框架結(jié)構(gòu)。框架偏心結(jié)構(gòu)能夠利用偏心連梁的剪切屈服來耗散地震能量，還能夠確保支撐結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定，具有極強(qiáng)的抗震性能。

二、鋼結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)

2.1合理選擇鋼結(jié)構(gòu)建筑的場地和地基

選擇建筑場地之前，首先應(yīng)該結(jié)合整個(gè)建筑的需求，掌握建筑所處場地的地震活動(dòng)情況和工程地質(zhì)資料，對建筑場地進(jìn)行綜合評價(jià)，將建筑選擇對抗震有利的區(qū)域，盡量避開對抗震不理的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，例如軟弱場地、邊坡邊緣等。為了避免鋼結(jié)構(gòu)建筑出現(xiàn)不均勻沉降而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫、傾斜等，使建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件過早進(jìn)入塑性區(qū)，同一結(jié)構(gòu)單元的結(jié)構(gòu)不能設(shè)置在不同的地基上，應(yīng)該加強(qiáng)地基的整體性和剛性，不利場地和地基應(yīng)該采取補(bǔ)救加固措施等。

2.2科學(xué)合理設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)建筑的結(jié)構(gòu)

首先鋼結(jié)構(gòu)建筑形狀力求規(guī)則和簡單，這樣鋼結(jié)構(gòu)建筑的受力性能比較明確，地震作用力對建筑結(jié)構(gòu)的破壞比較小，在抗震設(shè)計(jì)中盡量要求建筑形狀規(guī)則和對稱，來減少剛度中心和質(zhì)量重心的偏移。其次是鋼結(jié)構(gòu)建筑的強(qiáng)度、剛度和承載力應(yīng)該連續(xù)變化，在樓層平面內(nèi)均勻變化，并且沿著建筑結(jié)構(gòu)豎向變化也要均勻和連續(xù)。

2.3鋼結(jié)構(gòu)建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

首先建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之前，綜合考慮建筑抗震設(shè)防等級、地質(zhì)條件、地基、施工材料、地震活動(dòng)情況等因素選擇合理結(jié)構(gòu)體系，并且結(jié)構(gòu)體系必須要有明確的計(jì)算簡圖和地震作用的傳遞途徑，可以考慮設(shè)置多道抗震防線。其次是要避免建筑構(gòu)件破壞影響整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力或承載力，鋼結(jié)構(gòu)比較具有良好的變形能力、承載力以及耗散地震能量的能力，對于抗震薄弱部位和環(huán)節(jié)應(yīng)該采取有效措施提升抗震能力。最后是抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)盡量用一些延性較好的分體系做成，并且用延性較好的構(gòu)件連接起來。

三、鋼結(jié)構(gòu)建筑的設(shè)計(jì)建議

選擇建筑場地和地基必須選擇對抗震有利的場地和地基，這會(huì)在很大程度上影響鋼結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)，而鋼結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)將會(huì)直接體現(xiàn)在鋼結(jié)構(gòu)的震害上，對于無法避開的場地和地基應(yīng)該采取必要的補(bǔ)救措施。對于鋼結(jié)構(gòu)建筑的抗震設(shè)計(jì)注意以下兩點(diǎn)：建筑結(jié)構(gòu)形狀力求規(guī)則和對稱，這樣能夠減少剛度中心和質(zhì)量重心的偏離；結(jié)構(gòu)的剛度、強(qiáng)度和承載力要均勻連續(xù)變化。綜合考慮鋼結(jié)構(gòu)建筑各種因素選擇合理的抗震結(jié)構(gòu)體系，鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)該設(shè)置多道抗震防線，保證建筑結(jié)構(gòu)的必要?jiǎng)偠群蛷?qiáng)度，使得建筑結(jié)構(gòu)在地震中具有良好的變形能力以及耗能能力。

四、結(jié)語

鋼結(jié)構(gòu)建筑的抗震設(shè)計(jì)涉及面非常廣，本文只是闡述具有代表性的抗震設(shè)計(jì)。總之，結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)是建筑設(shè)計(jì)的重要組成部分，在抗震設(shè)計(jì)準(zhǔn)則下，科學(xué)合理的解決鋼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中的各種問題，才能夠?yàn)槲覀兲峁┮粋€(gè)安全的建筑。

作者：鄧鋒 李繼梅 單位：中天建設(shè)集團(tuán)有限公司