建筑鋼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)及運(yùn)用探析

何巖 郭耀坤

摘要：建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)直接決定了高層建筑的抗震性能和效果，為保證用戶生命財(cái)產(chǎn)安全，需將高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)現(xiàn)狀作為關(guān)鍵的切入點(diǎn)，根據(jù)高層建筑的建設(shè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，合理地落實(shí)高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)。同時(shí)，采取有效防范措施，強(qiáng)化高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能和整體安全性，為居住安全提供保證，滿足用戶的生活需求。

關(guān)鍵詞：建筑鋼結(jié)構(gòu);抗震設(shè)計(jì);運(yùn)用

引言

隨著我國(guó)社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)的快速發(fā)展，建設(shè)用地變得越發(fā)緊張，而現(xiàn)代化的建筑結(jié)構(gòu)也逐漸朝著多元化的方向不斷發(fā)展，高層建筑形式逐漸成為當(dāng)前建筑領(lǐng)域的一大發(fā)展趨勢(shì)。但是高層建筑的特點(diǎn)是層高較高，一旦發(fā)生地震等災(zāi)害就會(huì)造成極大的損失，因此，在現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)中融入抗震設(shè)計(jì)是非常重要的。由于建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)與工程的質(zhì)量安全有著密切相關(guān)的聯(lián)系，并且在展開抗震設(shè)計(jì)期間，所能夠涉及到的領(lǐng)域及因素相對(duì)眾多，在很大程度上增加了抗震設(shè)計(jì)的難度。對(duì)現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)及加固處理展開分析對(duì)于建筑工程的發(fā)展而言有著非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的內(nèi)容

地震是自然災(zāi)害事件，對(duì)人類生存和發(fā)展會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重影響，高層建筑結(jié)構(gòu)抗震性能與人們的生命安全、財(cái)產(chǎn)安全之間有著密切的關(guān)系。高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)要考慮外觀美感，同時(shí)還要結(jié)合實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性等特點(diǎn)。發(fā)生地震時(shí)，建筑物的抗震結(jié)構(gòu)會(huì)受到地震的嚴(yán)重影響，因此抗震設(shè)計(jì)要滿足地震作用下的結(jié)構(gòu)性能需求，考慮到結(jié)構(gòu)彈塑性變形能力的設(shè)計(jì)效果，針對(duì)不同超越概率水平地震作用下高層建筑結(jié)構(gòu)的性能要求、變形要求，設(shè)計(jì)人員要落實(shí)有效的抗震設(shè)計(jì)方案。高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)需根據(jù)抗震規(guī)范要求進(jìn)行，利用彈性方法分析內(nèi)力位移，結(jié)合極限的狀態(tài)進(jìn)行設(shè)計(jì)。針對(duì)重要的建筑物或是有特殊要求的建筑物，則采取時(shí)程分析法，在補(bǔ)充計(jì)算的方式下進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)大震作用下高層建筑結(jié)構(gòu)的變形狀態(tài)進(jìn)行計(jì)算，保證抗震設(shè)計(jì)效果能夠滿足其建筑性能的要求，提高抗震效果。

2建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中遇到的核心問題

一些設(shè)計(jì)單位和業(yè)主不重視結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)，只會(huì)盲目要求建筑外觀好看，標(biāo)新立異。由于設(shè)計(jì)周期較短具有普遍性，為了節(jié)省時(shí)間，往往出現(xiàn)建筑方案設(shè)計(jì)脫離結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)的情況。一個(gè)好的建筑，一個(gè)滿足抗震設(shè)計(jì)要求的建筑，離不開初始結(jié)構(gòu)平面、結(jié)構(gòu)立面及內(nèi)部柱網(wǎng)主梁的布置。如果一個(gè)在方案上有抗震先天缺陷的建筑方案，后期的抗震措施就要花幾倍的成本去處理，也未必能取得好的效果。結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)，不僅僅是科學(xué)，也是門藝術(shù)。建筑抗震理論，遠(yuǎn)未達(dá)到十分科學(xué)嚴(yán)密的水平，單靠簡(jiǎn)單軟件建模，不能完全真實(shí)反映實(shí)際工程情況，理論計(jì)算很難考慮周全。應(yīng)該增設(shè)多道抗震防線，保證建筑物具有足夠的抗震能力。概念設(shè)計(jì)不是憑空產(chǎn)生的。首先要深刻理解各種結(jié)構(gòu)的工作原理與力學(xué)性質(zhì)，熟悉各類結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則;深刻理解各個(gè)結(jié)構(gòu)在地震作用中扮演的角色，把握結(jié)構(gòu)構(gòu)件主次關(guān)系;通過內(nèi)力調(diào)整，控制破壞先后順序，提高關(guān)鍵抗震構(gòu)件的延性和冗余度，哪怕遇上地震來襲，也要達(dá)到“小震不壞，中震可修，大震不倒”的設(shè)防目標(biāo)。

3鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程的抗震設(shè)計(jì)與應(yīng)用

3.1抗震計(jì)算方式

可運(yùn)用底部剪力方法，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)展開抗震計(jì)算。如果結(jié)構(gòu)的整體高度相對(duì)較高，則需要用分解反應(yīng)譜法進(jìn)行計(jì)算?？拐鸱桨冈O(shè)計(jì)需要滿足地區(qū)的具體抗震要求，一般抗震等級(jí)在4～6級(jí)時(shí)，需要按照地區(qū)的具體抗震要求展開科學(xué)設(shè)計(jì)，結(jié)合建筑物自身情況以及地質(zhì)等情況合理展開設(shè)置，確保建筑整體抗震強(qiáng)度能夠達(dá)到實(shí)際需求的標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計(jì)人員還需要對(duì)建筑場(chǎng)地的類型展開分析，需要按照地區(qū)抗震設(shè)防烈度的具體情況，科學(xué)展開抗震設(shè)計(jì)。但需要注意的是，如果建筑屬于丙類建筑，需要在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行降度處理。進(jìn)行地震作用計(jì)算時(shí)，在對(duì)選用重力荷載代表值進(jìn)行計(jì)算的過程中，需要將恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值以及活荷載組合值相加，其中活荷載的組合值系數(shù)為0.5，各結(jié)構(gòu)具體活荷載組合值系數(shù)也為0.5，屋面部分的活荷載數(shù)值并不記入其中。

3.2建筑結(jié)構(gòu)加固處理技術(shù)

促進(jìn)抗震加固技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步的主要?jiǎng)恿褪亲钚卵邪l(fā)的加固材料，通過對(duì)過去幾十年的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)總結(jié)發(fā)現(xiàn)，有效的抗震鑒定檢測(cè)技術(shù)都是依托于檢驗(yàn)儀器的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)提高的，加固技術(shù)則是依托于新材料的出現(xiàn)和應(yīng)用而實(shí)現(xiàn)發(fā)展的。因?yàn)橄冗M(jìn)的加固材料具備高強(qiáng)、輕質(zhì)、耐高溫、抗腐蝕等性能，不僅抗震防火的效果非常理想，而且便于加固施工，是促進(jìn)加固處理發(fā)展的關(guān)鍵所在。而加固改造方法的有效提升是促進(jìn)加固發(fā)展的另一大助力?，F(xiàn)階段的加固處理主要是以建筑結(jié)構(gòu)以及承載力不足等方面的加固為主，就整體角度而言缺少了對(duì)結(jié)構(gòu)的辨別和掌控。例如：在處理加固多層磚混結(jié)構(gòu)墻體時(shí)，關(guān)鍵在于增強(qiáng)墻體的鋼度，從而與相鄰樓層的產(chǎn)生一定的鋼度差，這樣的加固方式對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能而言存在一定不利影響。另外，在進(jìn)行加固處理之后的構(gòu)件其承載力有著明顯的提升，但是卻造成了防火等級(jí)下降的情況。這些問題都在一定程度上表明了在進(jìn)行加固處理時(shí)需要就整體角度進(jìn)行把控，通過加固處理的方式來妥善地解決存在的問題。

結(jié)束語(yǔ)

設(shè)計(jì)人員需要認(rèn)識(shí)到鋼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)安全使用的重要性以及必要性，需要加大對(duì)抗震設(shè)計(jì)方式方法的研究力度。不僅要按照?qǐng)龅氐木唧w情況，做好場(chǎng)地地址選擇以及鋼結(jié)構(gòu)抗震類型選擇，同時(shí)還要科學(xué)展開鋼結(jié)構(gòu)的抗震計(jì)算等各項(xiàng)操作，保證鋼結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)能夠達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)建筑抗震性能的切實(shí)強(qiáng)化，從而保證建筑物使用的安全性以及穩(wěn)定性，為民眾的安全使用創(chuàng)造更加理想的建筑空間環(huán)境。

參考文獻(xiàn)：

[1]石晟，杜東升，王曙光，李威威.高層鋼結(jié)構(gòu)不同減震加固方案的抗震韌性評(píng)估[J].土木工程學(xué)報(bào)，2020，53（04）：71-82.DOI：10.15951/j.tmgcxb.20191212.001.

[2]李厚萱，馬悅.地震對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的破壞及提升鋼結(jié)構(gòu)抗震能力的思考[J].住宅與房地產(chǎn)，2019（34）：92.

[3]李火兵.建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)問題與探討[J].居業(yè)，2018（12）：44+46.

[4]張利軍.高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)解析[J].建材技術(shù)與應(yīng)用，2018（06）：12-14.DOI：10.13923/j.cnki.cn14-1291/tu.2018.06.004.