摘要:随着我国建筑行业的发展,人们对建筑施工抗震性能的要求越来越高。而我国位于环太平洋地震带与欧亚地震带之间,其地震断裂带十分活跃。地震的发生,不仅会危害人们的日常生活,而且还会在一定程度上对人民的生命安全构成威胁。因此,我们就应加强研究与分析钢结构抗震存在的问题及建议,这样就能不断的提高房屋建筑的抗震性能,以此就能有效的提高人们的居住安全性。本文就针对钢结构抗震存在的问题及建议展开具体的分析与讨论。
关键词:钢结构;抗震;问题;建议
引言
钢结构由于自重轻、强度高、韧性及塑性好、装配化程度高、绿色节能等诸多优点,深受建筑师及结构师青睐,被广泛应用,尤其在大跨度超高层方面优势明显。在我国一系列政策的鼓励下,钢结构工程发展迅猛,迎来行业发展的春天。由于我国处于多条地震带上,地震灾害频发,给人民生命财产安全带来极大威胁。因此必须认真研究钢结构抗震性能,优化设计与施工,为广大人民群众提供安全可靠的钢结构建筑。
1钢结构的优化设计
钢结构住宅楼是以钢结构为住宅的建筑物承重梁柱,轻质,隔热,高强墙体材料为包层结构。钢结构房屋安装简便,施工快,重量轻,抗震性能好,可合理布置功能间隔,具有良好的空间感、综合效益高、环保等明显优势。具体如下:
1.1工业化程度高,施工速度快,综合效益好
大多数钢架房屋的组成部分是工厂生产的,再进行现场安装。现场工程中的作业量相对较少,且受气候条件的影响小。高效的施工速度大大缩短了施工周期。从而加速资本投资和回包。
1.2合理布置功能区间,空间感良好
传统的结构限制了空间布局的自由度,由于材料的性质,钢结构具有低质量、钢度高的特点,外形设计灵活多变,建筑平面能够合理分隔,可根据业主需要灵活设计更大跨度和开间的平面布局,创造开放式住宅。由于同等强度的构件,钢构件的截面尺寸比混凝土要小,从而提高了房屋的使用面积。
1.3生态环保,符合可持续发展
钢结构住宅在施工和拆迁过程中对周围环境污染较少,而传统的建筑用实心砖,严重污染周围环境,浪费了大量的地面资源。钢结构房子超过正常使用时间段之后,该钢仍然可以再循环并重复使用多次。因此,钢结构房屋属于绿色环保型住宅,符合中国可持续发展的要求。虽然住宅钢结构具有众多优点,但目前来讲,住宅钢结构的工程造价并不理想,限制钢结构住宅发展的最大因素是其成本。现有住宅钢结构在中国的成本通常比传统的钢筋混凝土房屋高约1-20%。
2钢结构震害分析
钢结构破坏大致分为两类:一是整体破坏,即结构整体坍塌;二是局部破坏,包括出现超过规范允许的位移和变形,构件丧失承载能力,连接节点开裂松动,失效等。
钢结构房屋在强震作用下往往表现为强度有余而侧向刚度不足。在往复地震力作用下钢结构会产生如下破坏形式:其一,结构坍塌,这种破坏形式多是由于竖向刚度分布不均匀,楼层承载力突变,形成薄弱层引起。其二,梁柱节点破坏,历次震害表明,节点破坏是发生最多的一种破坏形式。由于钢结构的特殊性,钢材本身可能存在材料缺陷,施工过程中焊接或螺栓连接也可能存在缺陷,设计上构造不合理等原因,梁柱节点处容易产生应力集中或受力不均匀,地震力作用下会出现裂缝,焊接脱落,脆性断裂,加劲板或腹板的层状撕裂或屈曲等。其三,竖向支撑的整体或局部失稳,支撑为结构提供了较大的侧向刚度,地震力作用下,支撑构件的轴向力加大,一旦超出其临界力,即发生失稳。局部失稳多发生在梁柱翼缘,由于截面尺寸构造不合理,如长细比或宽厚比不满足规范要求震作用下可产生构件的屈曲失稳,发生破坏。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其四,柱脚破坏,由于地脚埋置深度不满足计算要求,承受较大水平力的柱脚未布置抗剪键或抗剪键布置有误,柱脚混凝土短柱配筋不足等原因,柱脚会发生由于混凝土破碎或柱脚拔出而造成柱脚破坏,引发结构倒塌。
3提升钢结构建筑抗震性能的建议
3.1对结构布置的要求
一种。建筑设计应符合抗震概念设计的要求,严肃和不规则的设计方案不应采纳。也就是说,当扁平、剖面、立面的房子的设计和结构的系统布局将被进行,房子的形状应尽可能简单,并且平面规则应是对称的。与此同时,在屋内抗侧向力结构的配置应尽可能均匀和对称,使房子每个楼层的总的刚度中心应该重合或接近,地板的质量中心尽可能和刚度和质量的房子应该是尽可能一致在垂直方向上没有任何突然变化。
钢结构住宅应避免使用不规则的建筑结构方案和无抗震缝。如果家中必须采用相对复杂的平面形状,最好是用抗震联合房子分成若干平面规则、对称的独立单元。为了避免地震的零件之间的碰撞,抗震接头的宽度应不小于相应的棒钢。1.5倍的房子的混凝土结构。
3.2合理选材
建筑用钢结构材料主要分为钢材和连接材料两大类。材料性能好坏直接影响到钢结构的可靠性。设计师应综合考虑结构的重要性,荷载特征,结构形式,应力状态,连接方式,工作环境,材料厚度及价格等因素,选用合理的材料以保证结构安全。
3.3合理选址
《抗震规范》3.3.1条规定:选择建筑场地时,应根据工程需要和地震活动情况,工程地质和地震地质的有关资料,对抗震有利,一般,不利和危险地段作出综合评价。对不利地段应提出避让要求;无法避开时应采取有效措施。汶川地震及历次震害表明在发震断裂带上建造的房屋,会遭受毁灭性破坏。
3.4分析钢结构抗震计算方法
为了提高钢结构建筑的抗震性能,不仅要选用合适的钢结构类型,而且还应合理的分析钢结构的抗震计算方法。其中,在对钢结构的抗震进行计算时,就可采用底部的剪力法来进行计算,这样才能促进钢结构框架结构使用的合理性和安全性。当钢结构的结构高度较高时,就可采用分解反应谱来处理,并确保钢结构的抗震设计能够有效的满足抗震需求,否则就会影响整个设计的验证问题。此外,当地震的烈度较大时,应选择较高程度的抗震措施来对其进行处理,这样才能避免房屋建筑在地震中受到损害。而对于强度较小的地震,钢结构的抗震设计就应根据当地的标准和要求进行设计,这样才能确保整个房屋建筑的完整性。
3.5抗震措施及装置
抗震措施主要就是属于建筑结构以外的措施,根据柱截面的尺寸以及钢筋间距等方面来考虑整个房屋建筑的抗震设计。在对钢结构的抗震能力进行设计时,首先就应严格的按照当地的地震烈度来合理的检测整个建筑物的抗震结构,这样才能确保建筑的居住安全性。而对于重点工程,还应有效的提高整个房屋建筑的抗震等级,这样才能有效的减少地震对房屋建筑所带来的损失。而随着抗震技术的不断创新与发展,不断的运用减震隔震技术也是当前建筑行业的主要发展趋势。因此,减震隔震技术的应用,不仅可以提高房屋建筑的抗震能力,而且还能有效的优化整个建筑结构体系。而对于房屋建筑的减震而言,就可依靠阻尼器在建筑构件上的设置,并根据自身的变形程度来有效的吸收地震所带来的能量。
结语
总之,在对钢结构构件节点进行抗震设计的过程中,其中应用的演算方式,为设计的重要基础。但还有不足之处,与一些发达国家相比较还存在差距,尽管对钢结构的相关设计,有很多的讨论和研究,但对节点的设计思考和相关的探究还有些缺乏。因此,在实际的工程当中,相关设计和技术人员对抗震节点的设计要实施进一步的探究,以便对钢结构节点设计进行逐步完善。
参考文献:
[1]王园升.建筑钢结构节点分类及设计要点[J].建材与装饰,2018(20):136.
[2]曾宪平≥刘军文.建筑钢结构节点主要分类及设计要点[J].建材与装饰,2016(44):57-58.
论文作者:尚越
论文发表刊物:《基层建设》2019年第31期
论文发表时间:2020/4/13
标签:钢结构论文; 结构论文; 节点论文; 梁柱论文; 建筑论文; 住宅论文; 房屋建筑论文; 《基层建设》2019年第31期论文;