摘 要:本文主要就通過的對鋼結(jié)構(gòu)建筑的震害特點(diǎn)進(jìn)行分析,從而總結(jié)得出鋼結(jié)構(gòu)的抗震體系,并針對鋼結(jié)構(gòu)實(shí)施有效的抗震設(shè)計(jì)進(jìn)行了簡要的探究,提出了鋼結(jié)構(gòu)建構(gòu)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)的相關(guān)建議,希望通過本文的探究,能夠?yàn)橄嚓P(guān)的人員提供一定的借鑒和參考。
關(guān)鍵詞:鋼結(jié)構(gòu)建筑;抗震能力設(shè)計(jì);建議
鋼結(jié)構(gòu)建筑是目前建筑中最常見的一種類型,這種建筑結(jié)構(gòu)不會受到地震的較大影響,這種建筑結(jié)構(gòu)具有較好的延展性,雖然在地震下會出現(xiàn)大變形的情況,但是也不會出現(xiàn)倒塌的情況,從而保障了建筑居民的生命財(cái)產(chǎn)安全。而鋼結(jié)構(gòu)建筑所具有的這種抗震性能也需要通過合理的設(shè)計(jì)才能夠?qū)崿F(xiàn),下面本文主要就針對鋼結(jié)構(gòu)建筑的抗震能力設(shè)計(jì)及建議進(jìn)行深入的分析。
1 鋼結(jié)構(gòu)建筑的震害特點(diǎn)分析
1.1 節(jié)點(diǎn)連接破壞
節(jié)點(diǎn)連接破壞的類型主要有兩種,一種是框架梁柱節(jié)點(diǎn)破壞,另外一種就是支撐連接破壞。其中造成框架梁柱節(jié)點(diǎn)破壞出現(xiàn)的主要原因就是在節(jié)點(diǎn)的下翼緣處出現(xiàn)了嚴(yán)重的裂縫問題,而這種問題主要是因?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)梁的上翼緣部位在進(jìn)行焊接處理的過程中,由于沒有腹板的支持,所以使得焊接縫受到了影響,進(jìn)而就產(chǎn)生了裂縫。同時(shí),焊縫本身就存在一些質(zhì)量上的問題,這樣也會造成框架梁柱節(jié)點(diǎn)破壞的出現(xiàn)。另外,焊縫在金屬的沖擊下,韌性逐漸下降,鋼結(jié)構(gòu)性能的要求也逐漸的降低等情況下,也會使得框架梁柱節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)嚴(yán)重的破壞現(xiàn)象。
采用螺栓支撐連接的鋼結(jié)構(gòu),支撐桿件螺孔之間的剪切滑移,節(jié)點(diǎn)板端的剪切滑移以及支撐面的斷裂都會降低鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,鋼結(jié)構(gòu)建筑的支撐結(jié)構(gòu)中影響抗震性能的抗側(cè)力部分,一旦發(fā)生地震將會首先承受地震的水平作用,如果建筑的某一個(gè)樓層的支撐發(fā)生損壞,將會削弱整個(gè)樓層抗震性能,進(jìn)而會影響到整個(gè)建筑的抗震性能。
1.2 構(gòu)件破壞
框架支撐結(jié)構(gòu)中,常常會出現(xiàn)支撐桿件失穩(wěn)的情況,也會出現(xiàn)桿件斷裂損壞的情況。但是只要采取合理的設(shè)計(jì),那么地震就不會對支撐構(gòu)建造成嚴(yán)重的影響,而且在多次的地震的沖擊下,即使桿件出現(xiàn)變形的情況,也會很快的恢復(fù)到原狀,從而確保桿件的穩(wěn)定性,但是在地震突發(fā)的地帶,支撐桿件由于突然受到巨大拉力的影響,這樣就會使得桿件在一定程度上出現(xiàn)失穩(wěn)的問題,鋼結(jié)構(gòu)建筑也會逐漸的轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄郧臓顩r,而在拉壓次數(shù)逐漸增加的情況下,鋼結(jié)構(gòu)建筑的承載能力也會越來越弱,在拉壓力超過鋼結(jié)構(gòu)建筑承載力的極限時(shí),在桿件支撐的中心位置出,就會有塑性鉸的出現(xiàn),而當(dāng)桿件的塑性鉸為反向形成狀態(tài)時(shí),則支撐桿件的抗拉剛度也就會慢慢的恢復(fù)到原位。
1.3 構(gòu)件的倒塌破壞
就以20世紀(jì)80年代中期墨西哥出現(xiàn)的大地震作為實(shí)例進(jìn)行分析,在這次地震中,有3棟采用鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行修建的綜合性大樓,其中一棟出現(xiàn)了倒塌的情況。而其他的兩棟則并沒有倒塌,只是出現(xiàn)了嚴(yán)重的損壞,這三種大樓都是在受到地震沖擊力的影響下,支撐結(jié)構(gòu)體系出現(xiàn)了縱向或者是橫向的偏移,從而發(fā)生了倒塌或者是破壞的情況。
由于地震的影響,使得這三棟建筑的質(zhì)量重心出現(xiàn)了偏差,剛度重心也距離較遠(yuǎn),在一定程度上扭轉(zhuǎn)效應(yīng)相對較大,鋼柱在承載力上相較于地震沖擊力來說要小,由于地震的沖擊力過大,超過了建筑結(jié)構(gòu)所承受的極限,從而就會出現(xiàn)嚴(yán)重的破壞或者是倒塌的情況。從這一點(diǎn)就可以充分的了解到,在對鋼結(jié)構(gòu)建筑所具有的抗震性能進(jìn)行提升的過程中,應(yīng)該采用規(guī)則對稱的結(jié)構(gòu)體系,從而使得鋼結(jié)構(gòu)建筑具備更強(qiáng)的抗震性能,以此來保障人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。
2 鋼結(jié)構(gòu)的抗震體系
鋼結(jié)構(gòu)建筑在目前大家建筑工程中較為常見,其結(jié)構(gòu)體系主要包括了鋼架結(jié)構(gòu)體系、框架中心支撐結(jié)構(gòu)等多種體系形式。其中框架結(jié)構(gòu)體系有著較強(qiáng)的延展性能,在這種結(jié)構(gòu)體系中,抗震性能較為突出,然而,卻沒有較強(qiáng)的抗側(cè)剛度,在高層建筑中,并不適用,也無法起到良好的支撐作用。而框架支撐結(jié)構(gòu)體系雖然具有較強(qiáng)的抗側(cè)剛度,能夠有效的對高層建筑起到支撐的作用,但是在支撐構(gòu)件的滯回性能上,表現(xiàn)并不突出,無法對地震所產(chǎn)生的沖擊力進(jìn)行有效的消散處理,這就使得這種結(jié)構(gòu)體系的抗震能力無法發(fā)揮出其實(shí)際的效用,在抗震性能上相較于框架結(jié)構(gòu)來說較弱。
通過分析可以看出這兩種鋼結(jié)構(gòu)體系均就有一定的缺陷,在應(yīng)用上也具有局限性,所以,相關(guān)的人員研究出一種新型的鋼結(jié)構(gòu)建筑體系,給體系就是框架偏心結(jié)構(gòu),這一結(jié)構(gòu)主要是利用偏心梁所具有的剪切屈服性能來對地震能量進(jìn)行消散處理,使得地震的沖擊力可以降低,從而使得支撐結(jié)構(gòu)能夠保持較好的穩(wěn)定性,這樣就能夠使得鋼結(jié)構(gòu)建筑體系的抗震性能得到有效的提升。
3 鋼結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)
3.1 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。
3.2 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)。
4 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。
結(jié)束語
通過本文的分析可以充分的了解到,鋼結(jié)構(gòu)建筑在進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)的過程中,所涉及到的內(nèi)容有很多,而本文則主要選取了其中最具有代表性的抗震設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行了論述,總的來說,鋼結(jié)構(gòu)建筑的抗震設(shè)計(jì)在建筑設(shè)計(jì)中所占有的地位不可取代,合理的遵照相應(yīng)的抗震設(shè)計(jì)原則,并制定出具體的鋼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方案,依據(jù)抗震設(shè)計(jì)方案來對鋼結(jié)構(gòu)建筑中出現(xiàn)的各種相關(guān)問題進(jìn)行有效的解決,從而確保鋼結(jié)構(gòu)建筑的穩(wěn)定性和安全性,進(jìn)而更好的保障人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。
參考文獻(xiàn)
[1]鄭玉峰.淺析鋼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2011(15).
[2]陳曉光.鋼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)淺談[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì),2008(11).
[3]李國強(qiáng),孫飛飛.關(guān)于鋼結(jié)構(gòu)抗震存在的問題及建議[J].地震工程與工程振動(dòng),2012(3).
[5]張?jiān)票?淺談結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的能力設(shè)計(jì)法[J].黑龍江科技信息,2013(9).