鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗震性能設計應根據(jù)(鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗震性能設計應根據(jù)什么)

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本文目錄一覽：

• 1、建筑結(jié)構(gòu)抗震概念設計一般應考慮哪些因素？簡答題 在線等
• 2、中心支撐鋼框架抗震設計應注意哪些問題
• 3、高層鋼結(jié)構(gòu)抗震設計分析？

建筑結(jié)構(gòu)抗震概念設計一般應考慮哪些因素？簡答題 在線等

建筑結(jié)構(gòu)抗震概念設計要考慮以下因素：

（1）選擇利于抗震的場地

▲選擇對抗震有利的地段，避開不利地段，無法避開時應采取適當?shù)目拐鸫胧?/p>

▲不應在危險地段建造甲、乙、丙類建筑。

（2）選擇利于抗震的地基和基礎

▲同一結(jié)構(gòu)單元不宜設置在性質(zhì)截然不同的地基土上，也不宜部分采用天然地基、部分采用樁集；

▲地基有軟弱粘性土、液化土、嚴重不均勻土層時，宜加強基礎的整體性和剛性。

（3）選擇對抗震有利的建筑平面和立面布置

▲建筑物平、立面布置宜規(guī)則、均勻、對稱，并應有良好的整體性；

▲質(zhì)量和剛度在平、立面上變化均勻，盡量避免錯層。

▲對體型復雜的建筑：a．設置防震縫，應將建筑分成規(guī)則的結(jié)構(gòu)單元；b．不設防震縫，應選用符合實際結(jié)構(gòu)的計算模型，進行較精細的抗震分析。

（4）選擇合理的抗震結(jié)構(gòu)體系

▲在選擇建筑結(jié)構(gòu)體系時，應符合以下要求：

▲應具有明確的結(jié)構(gòu)計算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑。

▲宜有多道抗震防線，避免因部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件破壞而導致整個結(jié)構(gòu)喪失承載能力。

▲應具備必要的強度，良好的變形能力和耗能能力。

▲宜具有合理的剛度和強度分布。

（5）在選擇抗震結(jié)構(gòu)的構(gòu)件時，應符合下列要求：

▲砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件：應按規(guī)定設置鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)圈梁、構(gòu)造柱、芯柱或采用配筋砌體、和組合砌體柱，以改善砌體結(jié)構(gòu)的抗震能力。

▲混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件：應合理地選擇構(gòu)件尺寸、配置縱向鋼筋和箍筋，避免剪切先于彎曲破壞、混凝土壓潰先于鋼筋屈服破壞、鋼筋錨固粘結(jié)先于構(gòu)件破壞。

▲鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件：應合理控制構(gòu)件尺寸，防止局部或整個構(gòu)件失穩(wěn)。

（6）在設計結(jié)構(gòu)各構(gòu)件之間的連接時，應符合下列要求：

▲構(gòu)件節(jié)點的強度，不應低于其連接構(gòu)件的強度。

▲預埋件的錨固強度，不應低于其連接件的強度。

▲裝配式結(jié)構(gòu)的連接，應能保證結(jié)構(gòu)的整體性。

（7）處理好非結(jié)構(gòu)構(gòu)件和主體結(jié)構(gòu)的關(guān)系

▲）對女兒墻、雨棚等附屬構(gòu)件，應與主體結(jié)構(gòu)有可靠的連接和錨固。

▲應避免圍護墻和隔墻的不合理設置而導致主體結(jié)構(gòu)的破壞。

▲裝飾貼或懸吊較重的裝飾物，應有可靠的防護措施。

（8）注意材料的選擇和施工質(zhì)量

抗震結(jié)構(gòu)對材料和施工質(zhì)量的要求應在設計文件上注明。

▲結(jié)構(gòu)材料性能指標應符合最低要求。

▲對鋼筋接頭和焊接質(zhì)量應滿足規(guī)范要求。

▲構(gòu)造柱、芯柱和底層框架磚房填充墻施工，應先砌墻后澆柱的混凝土。

▲砌體結(jié)構(gòu)的縱、橫墻交接處應同時咬槎砌筑或采取拉接措施，以免地震中開裂。

中心支撐鋼框架抗震設計應注意哪些問題

中心支撐鋼框架是一種常用的建筑結(jié)構(gòu)形式，其抗震設計需要注意以下幾個問題：

1、結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性：中心支撐鋼框架的穩(wěn)定性對于整個建筑的抗震性能至關(guān)重要，因此需要在設計中充分考慮結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。

2、材料的選擇和質(zhì)量控制：鋼材的質(zhì)量對于中心支撐鋼框架的抗震性能有著重要的影響，因此需要選擇高質(zhì)量的鋼材，并嚴格控制材料的質(zhì)量。

3、連接節(jié)點的設計：中心支撐鋼框架的連接節(jié)點是結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)，需要在設計中充分考慮節(jié)點的強度和剛度，以確保結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。

4、抗震設防烈度的確定：在設計中需要根據(jù)建筑所處地區(qū)的抗震設防烈度確定結(jié)構(gòu)的抗震性能要求，以確保結(jié)構(gòu)在地震中的安全性能。

高層鋼結(jié)構(gòu)抗震設計分析？

目前，鋼結(jié)構(gòu)普遍應用于各種類型的民用建筑中，在高層及超高層建筑中的應用則更為廣泛。同混凝土結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)具有韌性好、強度與重量比高的優(yōu)點，具有優(yōu)越的抗震性能；但是，如果鋼結(jié)構(gòu)房屋在結(jié)構(gòu)設計、材料選用、施工制作和維護上出現(xiàn)問題。則其優(yōu)良的鋼材特性將得不到充分的發(fā)揮，在地震作用下同樣會造成結(jié)構(gòu)的局面破壞或整體倒塌。

一、高層建筑發(fā)展概括

80年代，是我國高層建筑在設計計算及施工技術(shù)各方面迅速發(fā)展的階段。各大中城市普遍興建高度在100m左右或100m以上的以鋼筋為主的建筑，建筑層數(shù)和高度不斷增加，功能和類型越來越復雜，結(jié)構(gòu)體系日趨多樣化。比較有代表性的高層建筑有上海錦江飯店，它是一座現(xiàn)代化的高級賓館，總高153.52m，全部采用框架一芯墻全鋼結(jié)構(gòu)體系，深圳發(fā)展中心大廈43層高165.3m,加上天線的高度共185.3m,這是我國第一幢大型高層鋼結(jié)構(gòu)建筑。進入90年代我國高層建筑的設計與施工技術(shù)進入了新的階段。不僅結(jié)構(gòu)體系及建筑材料出現(xiàn)多樣化而且在高度上長幅很大有一個飛躍。深圳于1995年6月封頂?shù)牡赝醮髲B，81層高，385.95m為鋼結(jié)構(gòu)，它居目前世界建筑的第四位。

二、高層鋼結(jié)構(gòu)震害現(xiàn)象及其原因分析

鋼結(jié)構(gòu)被認為具有卓越的抗震性能，在歷次的地震中，鋼結(jié)構(gòu)房屋的震害要小于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)房屋。很少發(fā)生整體破壞或倒塌現(xiàn)象。盡管如此，由于焊接、連接、冷加工等工藝技術(shù)以及外部環(huán)境的影響，鋼材材料的優(yōu)點將受到影響。特別是因設計、施工以及維護不當，就很可能造成結(jié)構(gòu)的破壞。根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)在歷次地震中的破壞形態(tài)，可能破壞形式分為以下幾類：

1、 結(jié)構(gòu)倒塌

結(jié)構(gòu)倒塌是地震中結(jié)構(gòu)破壞最嚴重的形式。造成結(jié)構(gòu)倒塌的主要原因是結(jié)構(gòu)薄弱層的形成，而薄弱層的形成是由于結(jié)構(gòu)樓層屈服強度系數(shù)和抗變4剛度沿高度分布不均勻造成的。這就要求在設計過程中應盡量避免上述不利因素的出現(xiàn)。

2、 節(jié)點破壞

節(jié)點破壞是地震中發(fā)生最多的一種破壞形式。剮性連接的結(jié)構(gòu)構(gòu)件一般采用鉚接或焊接形式連接。如果在節(jié)點的設計和施工中，構(gòu)造及焊縫存在缺陷，節(jié)點區(qū)就可能出現(xiàn)應力集中、受力小均的現(xiàn)象，在地震中很容易出現(xiàn)連接破壞。梁柱節(jié)點可能出現(xiàn)的破壞現(xiàn)象主要表現(xiàn)為：鉚接斷裂，焊接部位位脫，加勁板斷型、屈曲，腹板斷裂、屈曲等。

3、 構(gòu)件破壞

在以往所有地震中，多高層建筑鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞的主要形式有支撐的破壞與失穩(wěn)以及梁柱局部破壞兩種。（1）支撐的破壞與失穩(wěn)。當?shù)卣饛姸容^大時，支撐承受反復拉壓的軸向力作用，一旦壓力超出支撐的屈曲臨界力時，就會出現(xiàn)破壞或失穩(wěn)。（2）梁柱局部破壞。對于框架柱，主要有翼緣屈曲、翼縫撕裂，甚至框架柱會出現(xiàn)水平裂縫或斷裂破壞。對于框架梁，主要有翼緣屈曲、腹板屈曲和開裂、扭轉(zhuǎn)屈曲等破壞形態(tài)。

4、基礎錨固破壞

鋼構(gòu)件與基礎的錨固破壞主要表現(xiàn)為柱腳處的地腳螺栓脫開、混凝土破碎導致錨固失效、連接板斷裂等，這種破壞形式曾發(fā)生多起，根據(jù)對上述鋼結(jié)構(gòu)房屋震害特征的分析可知，盡管鋼結(jié)構(gòu)抗震性能較好，但在歷次的地震中，也會出現(xiàn)不同程度的震害。究其原因，元素是和結(jié)構(gòu)設計、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、施工質(zhì)量、材料質(zhì)量、日常維護等有關(guān)，為了預防以上震害的出現(xiàn)，減輕震害帶來的損失，多高層鋼結(jié)構(gòu)房屋抗震設計必須嚴格遵循有關(guān)規(guī)程進行。

三、抗震設計基本要求

1、鋼結(jié)構(gòu)房屋結(jié)構(gòu)類型

常見的鋼結(jié)構(gòu)房屋的結(jié)構(gòu)體系有框架結(jié)構(gòu)、框架一支援結(jié)構(gòu)、框架一抗震墻板結(jié)構(gòu)、簡體結(jié)構(gòu)以及巨型框架結(jié)構(gòu)等。鋼結(jié)構(gòu)房屋的抗震性能的優(yōu)劣取決于結(jié)構(gòu)的選型，進行實際工程設計時，需要綜合考慮多種因素進行方案的優(yōu)化，在優(yōu)化過程中確定其適宜的結(jié)構(gòu)體系。

2、鋼結(jié)構(gòu)房屋結(jié)構(gòu)布置原則

鋼結(jié)構(gòu)房屋的結(jié)構(gòu)體系和結(jié)構(gòu)布置的選擇關(guān)系到結(jié)構(gòu)的安全性、適用性和經(jīng)濟性。和其他類型的建筑結(jié)構(gòu)一樣，多高層鋼結(jié)構(gòu)房屋應盡量采用規(guī)則的建筑方案。當結(jié)構(gòu)體型復雜、平立面特別不規(guī)則時，可按實際需要在適當部位設置防震續(xù)，從而形成多個較規(guī)則的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)單元。由于鋼結(jié)構(gòu)可耐受的結(jié)構(gòu)變形大于混凝土結(jié)構(gòu)，一般來說，不宜設抗震縫，必須設置時，抗震縫寬應不小于相應鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)房屋的1.5倍。

3、 鋼結(jié)構(gòu)房屋適用的最大高度和高寬比

根據(jù)結(jié)構(gòu)總體高度和抗震設防烈度確定結(jié)構(gòu)類型和最大適用高度。結(jié)構(gòu)的高寬比是影響結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性和抗震性能的重要參數(shù)，它對結(jié)構(gòu)剛度、側(cè)移和振動形式有直接影響。高度比指房屋總高度與平面較小寬度之比。高寬比值較大時，一方面使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的水平位移及P—A效應，還由于傾覆力矩使柱產(chǎn)生很大的軸向力。因此，需要對鋼結(jié)構(gòu)房屋的最大高寬比制定限值，不宜大于合理的限值，超過時應進行專門研究，采取必要的抗震措施。

抗震設計的一般方法

鋼材基本屬于各向同性的均質(zhì)材料，且質(zhì)輕高強、延性好，是一種很適合于建筑抗震結(jié)構(gòu)的材料，在地震作用下，高層鋼結(jié)構(gòu)房屋由于鋼材材質(zhì)均勻，強度易于保證，所以結(jié)構(gòu)的可靠性大；輕質(zhì)高強的特點使得鋼結(jié)構(gòu)房屋的自重輕，從而所受地震作用減??；良好的延性使結(jié)構(gòu)在很大的變形下仍不致倒塌，從而保證結(jié)構(gòu)在地震作用下的安全性。但是，鋼結(jié)構(gòu)房屋如果設計和制造不當，在地震作用下，可能發(fā)生構(gòu)件的失穩(wěn)和材料的脆性破壞或連接破壞，使鋼材的性能得不到充分發(fā)揮，造成災難性后果。因此高層鋼結(jié)構(gòu)房屋的抗震設計就顯得非常重要和必要。

1、建筑場地

在選擇建筑場地時，應根據(jù)工程需要，掌握地震活動情況和工程地質(zhì)的有關(guān)資料，對建筑場地做出綜合評價。宜選擇對建筑抗震有利的地段，如開闊平坦的堅硬場地土或密實均勻的干硬場地土等地段，避開對建筑抗震不利的地段，如軟弱場地土、易液化土、條狀突出的山嘴、高聳孤立的山丘，非巖質(zhì)的陡坡、采空區(qū)、河岸和邊坡邊緣等地段。

2、地基和基礎

為了避免建筑物不均勻沉降而導致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂隙、甚至傾斜，使結(jié)構(gòu)構(gòu)件過早進入塑性區(qū)，同一結(jié)構(gòu)單元不應設置在性質(zhì)截然不同的地基土上，不宜部分采用天然地基，部分采用樁基；地基有軟弱粘性土、可液化土或嚴重不均勻土層時，應加強基礎的整體性和剛性。

3、平面和立面布置

為了避免地震時建筑發(fā)生扭轉(zhuǎn)和應力集中或塑性變形集中而形成薄弱環(huán)節(jié)，建筑平面、立面布置宜規(guī)則、對稱，質(zhì)量分布和剛度變化宜均勻。但不設置抗震縫時，應采用與實際情況相符合的計算模型，設置抗震縫時，應將建筑物分割成規(guī)則的結(jié)構(gòu)單元。我國《抗震規(guī)范》對高層鋼結(jié)構(gòu)房屋的最大適用高度和鋼結(jié)構(gòu)房屋的最大高寬比都有規(guī)定：

（1）、結(jié)構(gòu)體系應具有明確的計算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑；應有多道抗震設防防線，避免因部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件失效而導致整個體系喪失抗震能力或喪失對重力的承載能力；應具備必要的承載能力，良好的變形能力和耗能能力；應具有合理的剛度分布和承載力分布，避免因局部削弱或突變而形成薄弱部位，產(chǎn)生過大的應力集中或塑性變形集中，對可能出現(xiàn)的薄弱部位，應采取措施提高其承載能力。

（2）、在抗震結(jié)構(gòu)體系中，應使結(jié)構(gòu)構(gòu)件和連接部位具有良好的延性，避免脆性破壞，提高抗震結(jié)構(gòu)的整體變形能力。因此，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件應合理控制尺寸，防止局部失穩(wěn)或整體失穩(wěn)，如對梁翼緣和腹板的寬厚比和高厚比都作了明確規(guī)定。此外，還應加強各構(gòu)件之間的連接，以保證結(jié)構(gòu)的整體性，抗震支承系統(tǒng)應保證地震作用時結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。

（3）、對于女兒墻、圍護墻、雨篷、封墻等非結(jié)構(gòu)構(gòu)件，應使其與主體結(jié)構(gòu)有可靠地連接和錨固，避免地震時倒塌傷人，產(chǎn)生附加震害；圍護墻、隔墻等與主體結(jié)構(gòu)的連接，應避免設置不當而導致主體結(jié)構(gòu)破壞；應避免吊頂塌落及懸吊較重的裝飾物墜落，不可避免時應采取可靠措施。

（4）、建筑物在強震作用下的表現(xiàn)，既是對抗震設計的檢驗，也是對施工質(zhì)量的檢驗。施工質(zhì)量的好壞，直接影響鋼結(jié)構(gòu)房屋的抗震能力。因此，抗震結(jié)構(gòu)對材料和施工質(zhì)量的特別要求，應在設計文件上注明。建筑物的施工要特別注意符合圖紙上合理的抗震要求，注意材料選擇，確保施工質(zhì)量。

隨著人們對地震的不斷認識，為防止出現(xiàn)嚴重的地震的嚴重災害，造成財產(chǎn)損失和生命傷亡。人們對高層鋼結(jié)構(gòu)房屋的抗震要求不斷提高。本文闡明了設計人員進行高層鋼結(jié)構(gòu)房屋抗震設計時，應首先從概念設計著手，制定比較合理的設計方案等，確保房屋抗震設防目標的實現(xiàn)。

鋼結(jié)構(gòu)各種流程

應注意的事項

（1）制作：鋼結(jié)構(gòu)制作包括放樣、號料、切割、校正等諸多環(huán)節(jié)。高強度螺栓處理后的摩擦面，抗滑移系數(shù)應符合設計要求。

制作質(zhì)量檢驗合格后進行除銹和涂裝。一般安裝焊縫處留出30～50mm暫不涂裝。

（2）焊接：焊工必須經(jīng)考試合格并取得合格證書，且必須在其考試合格項目及其認可范圍內(nèi)施焊。焊縫施焊后須在工藝規(guī)定的焊縫及部位打上焊工鋼印。

焊接材料與母材應匹配，全焊透的一、二級焊縫應采用超聲波探傷進行內(nèi)部缺陷檢驗，超聲波探傷不能對缺陷作出判斷時，采用射線探傷。

施工單位首次采用的鋼材、焊接材料、焊接方法等，進行焊接工藝評定。

（3）運輸：運輸鋼構(gòu)件時，要根據(jù)鋼構(gòu)件的長度和重量選用車輛。鋼構(gòu)件在車輛上的支點、兩端伸出的長度及綁扎方法均應保證構(gòu)件不產(chǎn)生變形、不損傷涂層。

（4）安裝：鋼結(jié)構(gòu)安裝要按施工組織設計進行，安裝程序須保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和不導致永久性變形。安裝柱時，每節(jié)柱的定位軸線須從地面控制軸線直接引上。鋼結(jié)構(gòu)的柱、梁、屋架等主要構(gòu)件安裝就位后，須立即進行校正、固定。

由工廠處理的構(gòu)件摩擦面，安裝前須復驗抗滑移系數(shù)，合格后方可安裝。

（5）防火與防銹：

1）鋼結(jié)構(gòu)防火性能較差。當溫度達到550℃時，鋼材的屈服強度大約降至正常溫度時屈服強度的0.7，結(jié)構(gòu)即達到它的強度設計值而可能發(fā)生破壞。

設計時應根據(jù)有關(guān)防火規(guī)范的規(guī)定，使建筑結(jié)構(gòu)能滿足相應防火標準的要求。在防火標準要求的時間內(nèi)，應使鋼結(jié)構(gòu)的溫度不超過臨界溫度，以保證結(jié)構(gòu)正常承載能力。

2）外露的鋼結(jié)構(gòu)可能會受到大氣，特別是被污染的大氣的嚴重腐蝕，最普通的是生銹。這就必須對構(gòu)件的表面進行防腐蝕處理，以保證鋼結(jié)構(gòu)的正常使用。防腐處理的方法根據(jù)構(gòu)件表面條件及使用壽命的要求決定。

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