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钢结构抗震问题及解决措施分析

发布者:master
发布时间:2023-02-17 14:16:44

1、高层建筑钢结构的抗震结构

建筑物的不同结构,建筑物的抗震效果也就不同。在众多的建筑物中,最常见的还是钢筋混凝土结构的建筑物,这种建筑物的抗压性能还是十分不错的,但是抗剪及抗拉能力却有限。任何一构件都不可能承受压力,通常是拉力、剪力、压力同时出现,混凝土结构在复杂应力条件下是非常容易出现裂缝的,以及引起建筑物的整体坍塌。同时,如果发生地震时,建筑物在复杂应力作用下将更加容易发生破坏。如果建筑物是由钢结构来建成的,在发生地震时候会有一定的抗震性能,不容易发生倒塌的事故,主要是因为钢结构具有一定的延展性,在地震作用下将有更大的变形空间,从而可以更好的保证人们的生命和财产安全。

2、钢结构抗震性能

延展性只是钢结构的一个特性,另外一种特性就是其具有弹塑性。因此当地震来临时,钢结构可以通过弹塑性的变形对地震所带来的冲击力进行吸收和消耗,从而使抗震的能力得到进一步的提高。

2.1抗震结构进行设计形式

我国的建筑行业在对建筑物的抗震结构进行设计时基本采用两种方式。第一种是对于结构自身来说的,也就是对钢结构的自身的结构特性进行改善,从而可以更好的对结构模态进行控制,并且对其进行优化。另外一种就是对外荷载量进行预测以及跟踪,从而可以更好的改变建构设计的动力性,实现对建筑物抗震结构的主动控制。

2.2抗震结构的计算方法

我国对于抗震结构的计算通常是通过振型分解反应谱这种方法来进行的,这种方法就是对大量的地震反应谱进行统计,然后计算出平均值用来确定。这种方法是比较传统的计算方法,如果在周期比较长的情况下,收集而来的数据将会出现失真的情况。钢结构的建筑设计同样会出现一些不必要的问题,所以长周期的反应谱应该更加深入的进行研究。

2.3抗震结构的变形

通过地震对每次对建筑物的破坏程度可以轻易的看出,地震的冲击力要远远的超过了建筑物结构变形所能承受的最大能力,因此导致了建筑物的主体破损或者是倒塌。目前我国主要是以建筑物的承载力作为基础,同时以结构的动拉应力最为控制的指标。而美国在二十多年前提出了另外的一种控制指标,这种指标就是抗震结构的变形,这种控制指标的出现,使得建筑物的变形要求足够的达到了地震作用下的规范要求。

3、钢结构抗震的有效措施

3.1抗震结构的基本设计

在对建筑物进行抗震设计时,首先要做全方位的考虑,要对地震的作用力进行具体的了解。众所周知,地震的作用力是十分复杂的,地震的作用力指的就是地壳在运动时多建筑物所带来的惯性冲击力,这种作用力的方向不是单一的,而是全方位进行的。因此,地震就具有了不确定的性质,所以在对抗震结构进行设计时要结合地震作用的规律和特点来进行,尽量使设计计算简化。目前,我国在建筑结构设计的计算方法主要有两种,第一种是以简化为主的算法,另外一种就是相对复杂的精细算法。

3.2反应谱法

反应谱指的就是在实际的地震过程中所进行的结构反应,通过这种方法的计算我们可以得到实际建筑物结构反应。从而构成地震的反应谱曲线,其主要的构成因素就是单指点弹性体系和体系自振的周期与地面实际运动之间的函数关系,反应谱也是分为不同种类的,一般是以地震不同的作用作为划分的依据。反应谱法分为两种,一种是扭转藕连的振型分解,另一种是平动的振型分解。

3.3底部剪力法

底部剪力法是将地震的作用力进行简化的方式,单质点结构底部地震剪力和水平的地震作用是相等的,了解了这个性质,就可以对地震作用沿高度的分布进行进一步的了解。在进行结构设计时,一定要注意楼盖部位的设计,楼盖设计是整个建筑物抗震设计的重点,同时在建筑物的主轴方向一定要考虑到自由度的问题。

3.4对策与方法

高层的建筑在采用钢结构时,因为要考虑到高度的问题,所以通常会在框架设计中设计一些支撑。为了能够有效的控制顶点位移和层面位移,通常会在建筑结构中设置水平加强层。在建筑结构中设计支撑和水平面加强层,可以有效的提高建筑的刚度,并且在建筑中梁和柱的设计将会大大的降低,减少了钢材的使用量,降低了建筑的成本,使得建设单位得到了最大化的效益。同时,设计不同的支撑,对于地震的影响和作用也会有着不同的影响效果。

钢结构的建筑在造价的成本方面要高于其他的建筑材料,但是从总体的角度来看,钢结构的建筑成本还是相对理想的,因为其具有建设速度快、能回收、重量轻等特点。同时,在用于抗震时,其具有一定的延展性和变形性,可以很好的吸收和化解地震所带来的冲击力,从而更好的保证群众的生命安全和财产安全。

(《中国建筑金属结构》雷波著)

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