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摘要：随着时代的不断发展，科技的不断进步，城市建设也加快了步伐。在城市建筑的建设中，越来越多的钢结构被采用。钢材具有很高的延展性，因此钢结构本身具有很高的抗震性能，同时还便于回收和施工，所以在现阶段的建筑施工中，钢结构在抗震建筑中是不可缺少的。虽然近些年来随着钢结构的普遍使用，使得钢结构逐渐的趋于完善，但是或多或少的还存在着一些问题。因此，本文就钢结构抗震的问题进行分析，以期得到有效的解决措施。
关键词：钢结构；抗震；问题；建议
1前言
随着我国经济的快速发展，科技的不断进步，使得建筑行业也快速的得到了发展。正因为如此，建筑的设计与建造不仅仅以原来的传统造型为主，建筑的外观越来越新潮、功能越来越强大。但是在改变传统建筑造型之后的新型建筑，在抗震结构方面的设计，无疑是加大了难度，给建筑抗震性的分析造成十分大的麻烦。所以，只有解决这些存在的问题，才能使得钢结构建筑的抗震性得到进一步的提高。
钢材是匀质材料且各项同性,有延性好、质量轻、强度高的特点,为达到建筑抗震的要求,钢结构是使用的材料之一。当地震作用时,钢结构框架由于钢材强度高和均匀的材质,因而结构的稳定性和可靠性较大;钢结构房屋的自重轻,因为钢材的强度大和质量轻,从而地震波动作用对结构的作用会减小;因为钢结构延性性能较好,所以钢结构具有的变形能力很大,房屋在很大的变形下也不会倒塌,从而结构的抗震安全性得以保证。
良好的抗震性能是钢结构的特点,概括起来主要包括以下方面:(l)钢材材质均匀,受力性能各项同性,有韧性好、强度高、质量轻等优点,在震波的受力作用下,由于钢材的材质均匀,整体受力,质量轻,强度可靠,因而钢结构的房屋可靠性和稳定性大;(2)由于刚架结构自重轻和整体性好,较能承受地震的波动,使地震作用变小;(3)因为采用压型钢板,使墙面和屋面具有很好的蒙皮作用,使地震作用减少;(4)钢结构形式建筑的房屋,较低矮,亦使房屋能够承受地震波动;(5)采用端板半刚性连接梁一梁和梁一柱的刚架,当地震作用,外力很大,超过设计荷载时,弹塑性变形增大,弯矩增大,降低了受弯承载力。
2影响建筑物抗震效果的因素
2.1建筑物自身的结构设计
对于不同的建筑，建筑的结构是保证抗震效果非常重要的环节，不管是在商业住宅还是在民用住宅上，地震毫无疑问会对建筑产生一定的影响，在建筑结构设计中，对于不同的地震，建筑需要有一定的抵抗力。强度比较大的地震需要保证建筑不倒，而强度较小的地震，需要保证建筑能够继续进行使用，因为提高建筑的抗震能力一直是建筑设计人员不断追求的目标。当然，建筑结果过于复杂，导致了载荷部位过于分散，这样会加大地震对于建筑的作用力，因此对于建筑的设计，要保证建筑的美观性和安全性的统一，提高建筑在地震中的安全性。
2.2建筑结构建造材料和施工过程
在地震中，建筑承受的力量基本上和建筑的规模成正比，在建筑规模同样的情况下，使用质量较好的材料，对于载荷的压力承受能力较强，综合而言可以有效的减少地震对于建筑的破坏能力。因此建筑材料对于建筑的安全性有非常大的影响，但是在实际情况中，由于人们对于建筑材料的认识较少，以及施工单位为了控制施工的成本，因此对于建筑材料的使用存在极大的不规范。因此在实际的施工过程中，重点需要在隔断、围护墙等材料的使用上多加注意，需要广泛的使用到空心砖和塑料板，这些能够有效的减少高层建筑的重量，从而在地震中减少建筑的承载力，另外在混凝土上，需要考虑到混凝土的成分，合适的混凝土配比是保证建筑承载力非常重要的部分。最后，在施工中，严格要求施工范围按照施工规范进行施工，从而保证高层混凝土建筑的质量。
2.3建筑物所处地质环境情况
在地震等自然灾害中，造成建筑破坏原因非常复杂，但是基本上都是由于地质出现变动而造成的，例如在地震中常常会引发山体滑坡和岩石断层，在沿海地段还会出现海啸。因此地震的设计不仅需要单纯的考虑建筑本身的结构，还需要考虑到建筑所处的环境，使用一些工程手段进行预防，同时在建设施工之前，对于建筑地形的勘测也是非常重要的，选择合适的地点选择建筑建设，能有效的防止地震对于建筑的损坏。
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3钢结构抗震存在的问题
虽然钢结构在物理性质上存在非常大的优点，但是在加工以及在焊接的环节过程中依然无法避免受到加工工艺以及环境腐蚀的影响，因此钢结构的优点就会受到很大的影响，容易造成钢结构的损害和破坏。主要造成是整体出现不稳，节点出现严重的破坏，构件出现严重的破坏等问题，那么在日常的施工中钢结构存在的问题，主要包括以下几个部分：
1）施工过程中钢材容易出现表面弯曲或者出现失去平衡。
2）支撑构件如果受到了严重的压力，会造成比较大的侧向刚度，当出现地震强度比较大的情况，轴向力就会出现大幅度的增加，如果支撑长度以及局部的劲板出现结构方面等问题，则整个构件结构就会遭到破坏。
3）节点被破坏。节点连接对于抗震结构设计具有重要意义，建筑中的钢结构都是由竖杆、水平杆、斜杆用焊缝或螺栓拼装成抗侧力的框架和框架支撑结构。这些由杆件组成的框架结构之所以能承受竖向荷载和水平荷载靠的是杆件之间的节点将其连接为一个非机动构架。因此一旦节点连接发生破坏便会影响整个框架结构的承载能力。通过对1994年的美国北岭地震和1995年的日本阪神地震中的建筑受损情况进行分析，节点破坏与梁受压翼板传来的压力和拉力使柱腹板翘曲和焊缝断裂有关。
4）基础锚固破坏主要有螺栓拉短、混凝土锚固失效、连接板断裂。主要是涉及构造、材料质量、施工质量等问题造成。另外，在现实生活中，由于地震在预测的过程中较为困难，以及地震出现的形式也非常多样，因此对于钢结构破坏的原因无疑非常难以进行分析，目前大致的将钢结构的计算通过结构以及材料质量方面进行计算，在一定程度上对于钢结构的利用带来了非常大的帮助。随着理论基础的进展，目前钢结构在高层建筑结构中已经成为了学术界中研究的热点，未来钢结构在抗震中的运用会更加的广泛。
5）构件的破坏。钢结构构件中其脆性破坏主要是失稳和脆性断裂，因此避免钢结构构件的脆性破坏是钢结构抗震结构体系设计的关键。例如，在1995年的阪神地震当中，当时一栋位于芦屋市的住宅小区内共有57根钢柱发生了断裂现象，其中14层以下的楼层大多出现箱形截面柱断裂，并且断口呈水平的形状，可判断都是由脆性破坏造成。通过对保存的记录资料分析可作如下推断。第一，钢柱的断裂多发生在拼接焊缝附近，可能由于拼接焊缝区域属于钢柱的薄弱部位;第二，箱形截面柱的壁厚达50mm，可能由于焊接过热造成的钢材延展性降低;第三，地震发生时正是日本严冬，低温是钢材脆性增加的隐患因素之一。
4提高钢结构抗震效果的建议
4.1 选择对建筑抗震有利的场地和地基
场地选择上应尽量避开对建筑抗震不利的地段，选择有利于抗震的场地。通常来说抗震危险地段多指地质情况复杂区域，常因地震的能量释放进而引发崩塌、滑坡、泥石流等二次灾害。因此，在选择高层抗震建设用地时应尽力避开不利地段，选择具有较大“平均剪切波速”的坚硬场地上，从而减轻地震对钢结构的损害。
混凝土高层建筑是目前在施工中普遍使用的施工手段，由于建筑是有非常多的部分共同组成的整体，所以各个部分有效的结合，但是各个部分之间的承载力需要综合进行规划，一般当地震来临之后，要求建筑破坏需要按照一定的顺序完成，这样才能够保证建筑整体的承载性，延缓地震给建筑带来的损坏，减少建筑带来的巨大破坏力，从而保证人群的疏散时间，提高建筑的抗震能力。
4.2建立多道抗震防线
多道抗震防线设计应该贯穿于钢结构建筑设计的始终，当建筑物处在地震荷载作用下时，较大的抗推刚度的结构能够满足当前变形方面的要求，并利用赘余杆件的屈服和弹塑性变形来消耗尽可能多的地震输入能量;而当遭遇更高地震烈度，建筑物面临的承载力骤然增加时，利用赘余杆件的破坏和退出工作，以此来吸收和耗散地震能量，最终确保结构从一种稳定体系过度到仍然稳定的另一种体系。
4.3 运用高延性设计、推广消震和隔震措施
我国，大部分的高层建筑均采用的是延性设计，当然，理解也非常简单。当地震来临时候，由于地震在短时间内会形成产生巨大的能量，巨大的能量会在短时间内进行暴发，会对建筑产生巨大的破坏力，根据物理学的原理可以知道，延长力作用的时间，能够减轻地震对于建筑的承载力，从而减轻地震对于建筑的损伤。目前高层建筑中，会大量的采用延性结构，这些结构容易产生变形，因此可以在一定程度上保护建筑。
5 结语
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。
参考文献：
[1] 刘家喜. 高层钢结构抗风抗震设计的若干问题研究[J]. 建材与装饰, 2016(19):19-20.
[2] 陈良. 高层钢结构抗风抗震设计的若干问题研究[J]. 建材与装饰, 2016(44):65-66.
[3] 章源. 浅谈钢结构抗震的存在问题和改进[J]. 江西建材, 2015(11):22-22.
[4] 侯忠良,李永录,耿树江. 高层建筑钢结构施工中的抗震措施问题[J]. 钢结构, 2014(06):18-21.
[5] 管西亮,何绪家. 钢结构抗震的探讨[J]. 江西建材, 2016(06):54-54.
[6] 牛彬彬,陈石,殷少雄. 关于钢结构抗震存在的问题及建议[J]. 中国建材科技, 2015(02):289-290.
论文作者:李英华
论文发表刊物:《防护工程》2017年第28期
论文发表时间:2018/2/6
标签：钢结构论文; 建筑论文; 结构论文; 承载力论文; 延性论文; 钢材论文; 脆性论文; 《防护工程》2017年第28期论文;