摘要：提高高層鋼結(jié)構(gòu)建筑抗震性能是增強高層建筑安全性的主要方式，這樣可以提高高層建筑的質(zhì)量，也能增強高層建筑的使用年限。建筑行業(yè)想要使高層鋼結(jié)構(gòu)建筑抗震性能得到提升，需要對高層鋼結(jié)構(gòu)建筑抗震設計要點進行了解和研究，并分析高層建筑未來設計方向。本文對高層鋼結(jié)構(gòu)建筑抗震設計要點進行分析，并結(jié)合高層建筑抗震設計理念，為我國建筑行業(yè)提供研究方向。
關鍵詞：高層建筑；鋼結(jié)構(gòu)；抗震設計
1引言
隨著對地震地質(zhì)災害的重視，建筑行業(yè)開始研究房屋的抗震性，通過提高建筑質(zhì)量的方式減少地震地質(zhì)災害中人員的傷亡以及財產(chǎn)的損失。因為高層建筑存在體積大、工程大等特點，所以對高層鋼結(jié)構(gòu)建筑進行抗震設計需要考慮很多因素，需要設計師的專業(yè)技能和建筑物團隊的實踐經(jīng)驗。
2高層鋼結(jié)構(gòu)建筑抗震設計原則
2.1選擇合適的建筑設計方案
建筑設計人員需根據(jù)選擇的建筑區(qū)域合理規(guī)劃建筑設計方案。建筑設計人員需要根據(jù)所選區(qū)域的地理條件和天氣狀況，決定高層建筑的樓層高低，完成對高層鋼結(jié)構(gòu)建筑框架的建設。建筑設計方案的內(nèi)容需體現(xiàn)每個區(qū)域的作用，避免造成區(qū)域浪費，也可提高高層建筑的功能。建筑設計人員可以聘請專業(yè)的鋼結(jié)構(gòu)設計師完成鋼結(jié)構(gòu)設計工作，也可以參考國內(nèi)外眾多高層建筑的設計方案，對設計的精髓進行掌握和學習，最主要是結(jié)合建筑區(qū)域的各種條件選擇適合完成建筑施工的設計方案。
2.2重視高層鋼結(jié)構(gòu)建筑體系
高層鋼結(jié)構(gòu)建筑是維持高層建筑穩(wěn)定性的重要基礎，建筑設計人員需重視高層鋼結(jié)構(gòu)建筑的建設，為建筑建立良好的框架。建筑設計人員想順利完成高層鋼結(jié)構(gòu)建筑的建設，需要從材料選擇和方案確立兩個方面入手，建筑設計人員需要選擇優(yōu)質(zhì)的鋼鐵材料完成框架的搭建，在此過程中盡量選擇施工效果明顯的機械設備，以此提高建筑的完成效率。建筑設計人員需選擇合適的鋼結(jié)構(gòu)體系建造方案，主要考慮居住人口數(shù)量、居住人口密集程度對鋼結(jié)構(gòu)進行設計，并通過虛擬技術判斷鋼結(jié)構(gòu)設計的合理性。
2.3合理規(guī)劃建筑區(qū)域
現(xiàn)代科技發(fā)達，建筑設計人員可以通過使用地震檢測儀器判斷地震頻發(fā)區(qū)域，為保障建筑設計人員的人身安全和居民的人身安全，建筑設計人員需合理規(guī)劃建筑區(qū)域，避免選擇有地震發(fā)生趨勢的地區(qū)，避免造成較大的安全隱患。對普通地區(qū)進行建筑區(qū)域選擇時，建筑設計人員需對人口密集處建筑逃生通道，保證人民的生命安全和出行安全。合理規(guī)劃建筑區(qū)域是建筑設計人員需做好的前期工作，其會影響高層建筑的整體防震性，并對未來城市的規(guī)劃建設起著重要的作用。
3高層鋼結(jié)構(gòu)建筑抗震設計要點
3.1控制結(jié)構(gòu)特點
建筑設計人員最先要完成鋼結(jié)構(gòu)的設計，保障鋼結(jié)構(gòu)的堅固性和穩(wěn)定性，可以通過使用抗震性較好的材料實現(xiàn)。在完成鋼結(jié)構(gòu)的搭建后，建筑設計人員需要對鋼結(jié)構(gòu)進行彈性檢測，確保鋼結(jié)構(gòu)具有足夠的彈性抵御地震等災害，這樣能減小地震對建筑的破壞程度。高層建筑屬于豎向結(jié)構(gòu)，對地面產(chǎn)生著較大的重力作用，建筑在遇到地震等災害時，豎向結(jié)構(gòu)會發(fā)生改變，所以建筑材料需提高鋼結(jié)構(gòu)豎向結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
3.2貫徹抗震設計理念
建筑設計人員需貫徹抗震設計理念，以提高高層鋼結(jié)構(gòu)建筑的防震性。建筑設計人員需考慮鋼結(jié)構(gòu)的承載能力，對建筑空間布局進行適當調(diào)整，以提高高層鋼結(jié)構(gòu)建筑的穩(wěn)定性。高層鋼結(jié)構(gòu)建筑主要以寬敞為主，帶給居民較好的居住體驗，因為高層鋼結(jié)構(gòu)建筑的設計決定高層建筑的外觀和性能，所以建筑設計人員需貫徹設計理念。建筑設計人員需選擇質(zhì)地較硬的鋼鐵材料，以免出現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)彎曲等狀況造成安全隱患。建筑設計人員可以通過積累實踐經(jīng)驗驗和參考國內(nèi)外優(yōu)秀的抗震設計案例，掌握基本的抗震設計理念。
3.3采取抗震措施
建筑設計人員需采取抗震措施，在建筑材料的選擇上，建筑設計人員優(yōu)先選擇抗震性良好的材料，盡量選擇密度大、分子間聯(lián)系緊密的施工材料。建筑設計人員在確定建筑設計方案內(nèi)容時，需重點關注逃生通道的建設和遭遇災害的條款，以此加強建筑設計方案內(nèi)容的嚴謹性。建筑設計人員需采用獨特的建筑材料搭建工藝，提高高層鋼結(jié)構(gòu)建筑的抗震性與消震性，既能提高人們居住的舒適程度，也能提高房屋整體的安全性能。建筑設計人員需在施工后期展開防震措施檢測工作，確保建筑采取的防震措施達到標準。
3.4考慮高層建筑整體性
建筑設計人員在對高層鋼結(jié)構(gòu)建筑進行設計時，需考慮高層建筑的整體性，結(jié)合高層建筑的受力特點使建筑滿足防震要求。建筑設計人員需提高鋼結(jié)構(gòu)各部件聯(lián)系的緊密程度，并調(diào)整鋼結(jié)構(gòu)各部件的受力強弱關系，確保鋼結(jié)構(gòu)受力均勻。建筑設計人員需重點考慮高層建筑的總體性，避免強化局部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性而造成建筑受力不均的狀況，并將鋼結(jié)構(gòu)變形區(qū)域做好轉(zhuǎn)移等工作，這是提高高層鋼結(jié)構(gòu)建筑抗震性能的手段，也能強化高層建筑的整體性，減少地震地質(zhì)災害對建筑質(zhì)量的影響。
4建筑鋼結(jié)構(gòu)工程設計注意事項
4.1在建筑鋼結(jié)構(gòu)工程設計中軟件的對比
在設計建筑鋼結(jié)構(gòu)圖的時候，必須要同時做出構(gòu)件表與材料表，并且其間包含了最早的材料計劃。在拿到圖紙后第一件事就是將材料計劃進行制定。而在進行深化設計的過程中，往往是通過電腦軟件進行設計的，當前市面上有不同品牌、不同功能的設計軟件，不同的軟件都有著不同的優(yōu)缺點。比如說普通門式鋼架，要求在短時間內(nèi)完成，那么使用CAD軟件就能夠輕松實現(xiàn)，CAD軟件的圖形編輯功能相當全面，同時能夠支持二次開發(fā)，并且在圖形格式的轉(zhuǎn)換上也相當便捷。比如說將EXCEL表格導入到CAD，給材料表格的制做帶來極大的便利。但是CAD也有一個致命的缺點就是無法觀看3D模型；TEKLA與PKPM這兩款軟件能夠觀看3D模型，同時3D模型也能夠生成2D加工詳圖，并且也具備2D的繪圖以及碰撞線校驗功能。而TEKLA與PKPM軟件的缺點就是在生成的工程圖紙上無法進行詳細標注，并且清晰度嚴重不足，造成浪費了大量的時間在調(diào)圖上。除此之外TEKLA軟件的出錯率較低，通常在高層、多層建筑中較為受歡迎。
4.2建筑鋼結(jié)構(gòu)設計步驟
建筑鋼結(jié)構(gòu)在繪圖前，繪制人員必須要對整體鋼結(jié)構(gòu)進行了一個全面性地了解，了解制圖規(guī)范，確立深化設計流程：（1）首先，對鋼結(jié)構(gòu)設計圖進行了解；（2）其次，和相關專業(yè)進行溝通、交流；（3）第三點，制做模型并將詳圖繪制出來。詳圖在設計上主要運用CAD軟件以及TEKLA軟件進行建模。除此之外采用國內(nèi)的PKPM軟件也是可行的。
4.3關于建筑鋼結(jié)構(gòu)工程的穩(wěn)定性
（1）想要確保鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，就必須要從結(jié)構(gòu)的整體出發(fā)；（2）根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)的整體硬度與可靠性來看，最好是通過折減系數(shù)法與臨界壓力求解法來進計算。在軸心壓桿穩(wěn)定的計算上也是運用這兩種方式進行。（3）在進行彈性穩(wěn)定計算的時候，不能夠只考慮到結(jié)構(gòu)的整體性，同時也要對二階分析進行關注。因為結(jié)構(gòu)內(nèi)力會因為柔性構(gòu)件變型量而產(chǎn)生差異。設計建筑鋼結(jié)構(gòu)必須要嚴格按照結(jié)構(gòu)的設計要求進行，并且對于強度與穩(wěn)定性的區(qū)分方式進行掌握。強度的大小在于使用材料的性質(zhì)，穩(wěn)定性則是在應對強度問題的時候，必須要找到其不穩(wěn)定的平衡狀態(tài)。
5建筑鋼結(jié)構(gòu)工程設計的規(guī)范
5.1鋼材的選擇
（1）現(xiàn)階段國內(nèi)的鋼材品種多，而且質(zhì)量良莠不齊，想要從中選擇出最合適的鋼材難度相當高；（2）在建筑工程中，鋼結(jié)構(gòu)建筑的種類也越來越多，不同建筑物對于鋼材結(jié)構(gòu)的強度、荷載、變形度等要求也都各有不同，如果選擇了不適用的鋼材，不僅造成浪費，也給整個建筑工程帶來了安全隱患，因此鋼材的選擇是相當重要的。
5.2確定建筑鋼結(jié)構(gòu)的適用性
現(xiàn)階段鋼結(jié)構(gòu)主要的運用對象是跨度大、荷載量大、規(guī)模與型體復雜的高層、多層建筑物中。對于安裝拆卸的便捷、承重負荷的上限、以及振動幅度等方面都有嚴格的要求，所以在鋼結(jié)構(gòu)設計的時候，要對整體施工內(nèi)容都要進行全面性地分析與總結(jié)，并且認真考慮設計出的鋼結(jié)構(gòu)能否符合工程要求。
6結(jié)語
根據(jù)高層鋼結(jié)構(gòu)建筑抗震設計要點，提高高層鋼結(jié)構(gòu)建筑抗震功能是建筑設計人員當前的首要任務，建筑設計人員想要提升高層鋼結(jié)構(gòu)建筑抗震功能，需要完成對高層鋼結(jié)構(gòu)建筑抗震設計的熟練運用，通過在實踐中積累經(jīng)驗，才能保證建筑設計人員順利完成高層鋼結(jié)構(gòu)建筑抗震設計工作。建筑設計人員在實現(xiàn)高層鋼結(jié)構(gòu)建筑抗震設計過程中會遇到難題，只要建筑設計人員以為人民創(chuàng)造良好的居住環(huán)境為目的，就能順利完成高層鋼結(jié)構(gòu)建筑抗震設計，提高高層建筑的質(zhì)量和穩(wěn)定性。
參考文獻：
[1]張曉陽,闞雪峰,池祥.某高層工業(yè)建筑鋼結(jié)構(gòu)氣化框架的設計與分析[C].工程防震減災新技術、新進展和新應用,2016.
[2]杜志虎,蔡榮根,任桃元,等.超高層鋼結(jié)構(gòu)安防措施標準化應用及研究[C].鋼結(jié)構(gòu)建筑工業(yè)化與新技術應用,2016.
[3]薛啟超,張井財,何建,等.地震作用下PTMD對高層鋼結(jié)構(gòu)的減振效果[J].哈爾濱工程大學學報,2017(3):412~418.
[4]呂志軍,侯瑞,宋一銘,等.不同荷載工況下高層薄壁鋼結(jié)構(gòu)的抗震性能研究[J].計算機集成制造系統(tǒng),2017(9):1899~1906.
