建筑钢结构抗震设计及运用探析

建筑钢结构抗震设计及运用探析

全明明

武汉建工集团股份有限公司 湖北省 武汉市 430056

摘要：我国建筑结构抗震设计按照“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设防要求开展设计工作，以同时达到多层次的抗震需求。在达到第一水准时，结构尚处于弹性状态下的受力阶段，房屋还处在正常使用状态，抗震设计计算可采用弹性反应谱理论进行弹性分析；在达到第二水准时，结构进入了非弹性工作阶段，抗震设计要求这时的结构体系损坏或非弹性变形应控制在可修复的范围内；在达到第三水准时，结构体系将出现较大的非弹性变形，但要求变形控制在房屋免于倒塌的范围内。在这样的抗震设防指标要求下，建筑结构抗震设计要求需要通过地震作用的取值和抗震措施的采取来实现。在进行建筑结构的抗震设计时需要针对建筑结构使用功能的重要程度，按建筑结构所处地震烈度区域的不同，依据不同的抗震设计要求进行设计。

关键词：建筑钢结构；抗震设计；运用

引言

在建筑领域中，大部分的施工过程都会有大量冗余的建筑废料以及有害物质排出，而绿色建筑就是在满足建筑最主要的承载力要求与安全耐久性的基础之上，要求使用的建筑材料和施工方法尽可能的环保、低污染。其中，以全钢结构建造的建筑能够将绿色建筑的节能、低碳、节约材料、耗水量低等理念有效地结合并在建筑上体现。

1建筑钢结构优势

1.1增强建筑物稳定性

相对于传统的施工方式来说，在建筑工程项目施工活动中，通过加强建筑钢结构的有效应用，能够保障建筑物更加稳定，提升建筑整体的安全性和稳定性。建筑钢结构能够有效承载水泥混凝土的重量和强度，从而增强建筑物整体的安全性。与传统的建筑物相比，通过加强建筑钢结构的有效应用，能节省更多的原材料和空间，减小建筑的横截面面积，增加建筑整体的使用空间。因而，在建筑工程项目施工活动中，通过加强建筑钢结构的有效使用，充分发挥建筑钢结构自重较轻的优势，能有效抵抗地震、自然灾害等外力作用对建筑整体带来的破坏。在建筑结构施工活动中，通过加强钢结构的有效应用，能有效减少建筑材料之间的相互作用，增强建筑物整体的稳定性，保障人们的生命和财产安全。

1.2提升建筑物质量

在建筑行业发展过程中，通过加强建筑钢结构的使用，能够充分发挥建筑钢结构节能环保的优势，有效提升建筑物整体的施工质量，充分满足人们多样化的居住需求。在建筑物施工活动开展过程中，要综合其实际的应用需求加强施工规划，并且能够选择良好的施工材料，实现作用力的均匀分布，保障建筑物整体能够均匀受力，提升建筑物整体施工质量。在建筑施工活动开展过程中，通过加强建筑钢结构的使用，充分发挥建筑钢结构自身的塑性和韧性的优势，有效增强建筑整体的承载力，当建筑物受到一定外力作用时，建筑物自身具有很强的塑性，能够在压力范围内有效增强建筑整体的抗断裂能力。

1.3促进绿色发展

随着社会经济的持续发展，绿色可持续发展理念深入人心，越来越多的人更加重视建筑整体的环保性和绿色性。为了有效提升建筑工程项目整体施工质量，在建筑工程项目施工活动中，通过加强建筑钢结构的有效使用，充分发挥钢结构基础材料优势，有效节约能源，增强建筑整体的使用功能，充分发挥其绿色节能的作用，提升建筑整体的耐用性。

2建筑钢结构抗震设计运用策略

2.1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。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。

2.2建筑场地选择

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；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。

2.3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。

2.4抗震装置以及抗震措施设计

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，在切实提升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

随着工业的发展，炼钢技术的提高，我国钢产量一直保持逐年增长趋势，到2021年全年产量将超过11亿t。同时，全球人口的增长及人民对美好生活的追求也迫切要求科学家们找到解决现有居住面积无法满足人民需求的问题的途径，钢结构建筑除具有施工时间短、施工不受季节影响、强度高、自重轻等优点外，其环保指标也优于钢筋混凝土结构和砖混混凝土结构，适合工程使用。但在建造高层钢结构建筑时，应该更多地关注结构在地震作用下的变形与位移，如果能解决高层钢结构建筑抗震问题，就解决了人民的居住问题，也符合绿色发展理念。

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