建筑钢结构抗震设计及运用探析

吴鲸江

摘要：钢结构是现代建筑的常用结构，对钢结构抗震设计展开研究，会对建筑结构抗震设计研究产生积极影响。地震灾害会对建筑物的安全性以及稳定性产生严重影响，如果建筑物的抗震等级没有达到要求，就会发生断裂，甚至是倒塌等问题，对人们的生命财产安全造成直接威胁。为有效提高建筑物在地震灾害中的抵抗能力，设计人员加大了对抗震设计的研究，并着重对钢结构的抗震设计内容展开了相关分析与研究。

关键词：建筑结构;抗震设计;结构加固处理

引言：

现如今，各方对建设工程的质量都有很高的要求。由于建筑工程中的钢结构承载力强，通常会因失稳而损坏，保证结构稳定性才能真正满足建筑使用要求。但在实际运行中，钢结构的失稳现象并不少见。主要原因是设计质量不高，设计方案不完善，设计师专业素质低。材料选择需要付出很多努力，钢结构设计提高设计水平，为建筑施工提供可靠依据，力求防止钢结构失稳，维护建筑运行的安全稳定，创造便捷的生活空间。

1建筑钢结构失稳的产生原因

建筑工程钢结构设计工作的主要不足是：（1）项目资料显示，若是结合过往的经验来设计钢结构，则很可能导致其结构性能变得较差，使其不符合建筑运行要求，在一定程度上增加了失稳问题的可能性。（2）设计人员专业水平低，责任心不强，不能严格按照钢结构设计规范开展设计工作，钢结构失稳绝对没有原因。理解和采取的措施不是目标，会损害建筑物整体结构的稳定性。（3）钢结构的稳定性设计与防火、防腐、抗震设计缺乏协同作用。如果考虑的不够全面，建筑物的抗震性能将达不到规定的要求，就会造成钢结构不稳定、及时倒塌，使使用者难以顺利逃生，由此造成的破坏是不可估量。

2建筑工程钢结构设计稳定性原则

2.1保证结构稳定

在建设工程中，建设工程中的钢结构设计需要积极应用现代信息技术进行设计工作，加强相互交流，因为难度大而未考虑的因素会造成不稳定。了解设计方及其他单位部门、业主方根据施工企业的实际需求和施工方的技术水平，不断优化设计方案，控制数据误差值[1]。使用先进的软件辅助建筑设计，有助于及早发现钢结构的稳定性和承载力不足，在不断优化设计方案后，推进钢结构设计，确保相关标准和结构稳定性得到了极大的提升，有效的保障了建筑用户的人身安全。

2.2 钢结构剪力耦合

我国建筑业一直保持快速发展的态势。不规则建筑已成为一种趋势，为公众提供更新的审美体验，斜柱的使用尤为突出，使得钢结构设计的稳定性更高。设计人员必须在设计图中清楚标明斜柱的位置，充分意识到水平和垂直方向可能受到组合效应的影响，科学计算施加在构件上的压力，进行更准确的受力分析。钢结构设计基础完成后，将平衡斜柱受力，满足钢结构稳定性的设计要求。

2.3遵循强柱弱梁

地震灾害会对建筑物造成损失，突然间柱子和柱子会被外界的极端压力摧毁。如果柱子明显受损，整栋楼都可能会倒塌。这就要求在建筑工程钢结构设计中遵循强柱弱梁原则，主要目的是分散荷载，使梁中出现塑性铰，延缓柱结构破坏时间。符合建筑的抗震设计理念。当地震发生时，柱状结构持续时间越长，对整个建筑物的破坏就越小。

3建筑钢结构抗震设计及运用

3.1抗震计算方式

可运用底部剪力方法，对钢结构展开抗震计算。如果结构的整体高度相对较高，则需要用分解反应谱法进行计算。抗震方案设计需要满足地区的具体抗震要求，一般抗震等级在4～6级时，需要按照地区的具体抗震要求展开科学设计，结合建筑物自身情况以及地质等情况合理展开设置，确保建筑整体抗震强度能够达到实际需求的标准。设计人员还需要对建筑场地的类型展开分析，需要按照地区抗震设防烈度的具体情况，科学展开抗震设计。但需要注意的是，如果建筑属于丙类建筑，需要在原有基础上进行降度处理[2]。进行地震作用计算时，在对选用重力荷载代表值进行计算的过程中，需要将恒荷载标准值以及活荷载组合值相加，其中活荷载的组合值系数为0.5，各结构具体活荷载组合值系数也为0.5，屋面部分的活荷载数值并不记入其中。

3.2水平地震影响系数确定

在对结构地震影响系数进行确定的过程中，需要按照结构自振周期、阻尼比以及设计地震分组等各项情况，做好分析与判断。在进行系数研究的过程中，对其最大值进行分析，通过对数据的合理选取，保证最终计算结果的精准度。在对特征周期数据进行选择的过程中，需要按照地震情况实施分组，做好工程场地类别的划分以及确定工作。如果场地的抗震设防烈度级别相对较高，一般计算时的特征周期都会设置为0.05s。

3.3钢结构设计要求分析

在进行钢结构设计的过程中，需要做好衰减指数的分析与研究，根据相应的方程式展开计算操作。需要通过对阻尼比以及降斜率等各项参数的合理计算，完成最终的衰减指数的计算，并要根据公式展开调整系数以及阻尼调整系数的计算，明确调整系数以及阻尼调整系数的具体情况。通过对建筑钢结构技术规程的抗震设计的分析可以发现，如果建筑的抗震等级为Ⅵ，并不需要对其地震作用进行计算，也不需要展开抗震截面的计算工作，只需要保证所有设计能够满足抗震工作的具体要求即可。

3.4做好建筑场地的选择

为保证钢结构建筑的抗震性能能够达到预期，需要做好钢结构建筑的建设地址选择。一方面需要对各地的具体情况展开分析，明确地区是否处于地震带，掌握地质以及水文等各项信息，以便在此基础上选择最优的施工地址，保证钢结构的性能[3]。另一方面，如果需要在复杂地区进行建设，需要对该地区的灾害发生情况以及以往历史等各项情况展开研究，要在此基础上制订出较为详细的应对方案，并将其融入抗震结构设计之中，以便最大限度降低地震灾害对钢结构所产生的不利影响，保证民众的居住安全。

3.5合理選择钢结构类型

由于钢结构的抗震体系并不属于单一类型，种类较为丰富且较为多元化，所以在进行钢结构建筑的施工过程中，需要按照建筑施工所使用的材料以及钢结构建筑的实际高度，对相关的施工工艺展开科学选择。应保证所选择的钢结构类型能够与具体的抗震等级要求相符合，可对施工活动顺利开展形成有效促进作用，从而为后续各项操作的高质量开展奠定良好基础。

3.6抗震装置以及抗震措施的设计

钢结构抗震设计过程中，要加大对重点工程的重视力度，做好设计，以便达到提高房屋建筑整体抗震等级的目标，最大限度减少地震灾害对建筑造成的不良影响。同时，需要加大对减震隔震技术的研究以及优化力度，需要通过对技术的科学应用[4]。在切实提升房屋建筑抗震能力的同时，达到对整体建筑结构体系进行优化的目标。可通过对阻尼器的合理应用，将其科学设置在构件之上，使其按照自身的变形程度对地震所带来的能量形成有效吸引与消化，减少地震在结构上的作用。

结语：

总而言之，建筑工程中钢结构失稳造成的破坏是非常严重的，加强钢结构稳定性的设计十分重要。近年来，人们对建筑质量、性能和寿命的要求越来越高，加强钢结构的稳定性设计对钢结构的安全可靠性具有重要作用，稳定性是钢结构设计的重中之重。

参考文献：

[1]康杰.钢结构抗震设计方法探讨[J].工程建设与设计，2021（02）：29-30.

[2]王敬东.高层建筑结构抗震设计中的不足及其对策分析[J].绿色环保建材，2018（10）：62+65.

[3]石磊.民用建筑钢结构技术规程的抗震设计及应用[J].建材与装饰，2017（36）：79-80.

[4]梁怡.建筑钢结构强节点弱构件抗震设计的方法[J].建设科技，2017（16）：86-87.

1741500511226