钢结构抗震设计需要考虑的一些问题.pdf

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1、建材世界2012年第33卷第4期doi：10．3963／j．issn．1674-6066．2012．04．029钢结构抗震设计需要考虑的一些问题钱庆，张晓飞(合肥水泥研究设计院，合肥230009)摘要：从地震区域一般设计所要考虑的问题、钢结构建筑的结构设计系统、连接结合以及梁、柱几个方面阐述了钢结构抗震设计需要考虑的一些问题。关键词：钢结构；抗震设计；关键问题SomeProblemstoBeConsideredinSteelStructureSeismicDesignQ／ANQing，ZHANGXiao-fei(HefeiCementResearchandDesi

2、gnInstitute，Hefei230009，China)Abstract：Fromtheaspectsofthegeneraldesignconsiderationsinearthquakezone，steelstructurebuildingstructur—aldesignsystem，connections，aswellasbeamsandcolumns，someproblemstObeconsideredinsteelstructureseismicdesignareintroduced．Keywords：steelstructure；seismicd

3、esign；keyproblems从过去的强震中获得的经验证实，一个建筑最初概念上的设计对于建筑在地震中的行为至关重要。经过多次事实证明，没有静态分析可以确保在不规则的建筑中，能量能够均匀分散，损害能够合理分布，这在具有很大的不对称性或特别软的楼层中表现明显。一个好的最初概念上的设计，其责任在于建筑师，就如同结构工程师要提供结构安全性的数字证明一样。l地震区域一般设计所要考虑的问题在这里给出了地震区域结构设计的一些普遍原则。应该指出，抗震结构的设计可以不必考虑这些原则。然而依照这些原则会充分减少动力效应发生的可能性，该效应的发生无法通过线性分析预测。通过使用这些比

4、非抗震结构更低的值，可以使抗震结构的高成本得以降低。首先，要确知建筑物位置的地震活动性。根据建筑所在地的场地和地基类型，可确定地震动参数，从而对结构进行抗震设计。设计中的不连续性会带来应力集中，并且引起该点的潜在失效机理。结构中的能量损耗要尽可能地高。因此，在结构中要有很多的能量耗散区。主要结构的不连续性和不均匀行为会使得计算繁杂，连接区域的设计困难。结构受力在水平方向的连续性和均匀分布一般就意味着对称，如果可能则要尽量保证中心对称。垂直抗震构件的平面布局也应满足整体抗扭刚度的需要。有时高层建筑为了满足环境要求和消费者的需要，可能会对建筑学上的要求比较高，会造成建

5、筑高宽比较大，此时就需要特别注意结构在地震作用下的倾覆作用。其次，地震活动会对建筑结构产生特殊的扭转效应，由于很多情况下结构的质心和刚心存在一定程度的偏移，地震产生的惯性力作用就会使结构产生扭转效应。为抵抗扭转效应，建筑结构必须具备充分的抗扭转刚度。最好的方法就是把建筑的抗震部件靠近建筑结构的周边作为一个整体，或都围绕建筑结构周围，并遵循对称性原则。需要指出，在无震区非常经典的“垂直型芯”结构并不有效，因为它缺乏抗扭转刚度。若采用对称性的布局，则可以很简单的避免。收稿日期：2012—05—28．作者简介：张晓飞(1978一)，高级工程师．E-mail：zxfhfa

6、h@163．com97建材世界2012年第33卷第4期此外，建筑物横隔层转移了水平惯性力，它由作用于楼板质量和负载的运动产生。横隔层必须是低变形能力且能有效分配垂直抗震结构间的水平活动的结构。形成横隔层有很多种方法，例如混凝土板、复合板、框架桁架。横隔层必须恰当地连接到垂直的刚性构件上，其连接必须能够传输水平惯性力。荷载布置时应注意尽量避开地震时产生较大地震荷载的位置。此外任何可能的地方都应该减轻重量。例如，采用轻型楼面系统而不是传统板可以大大减少惯性力，并使得工程更加经济。对于隔离墙、填充料、覆盖层，也应做相似的选择。最后，设计响应谱的形状表明，对于具有显著的高

7、振动周期(T)特征的建筑结构，地震作用力较低。例如，当结构位于厚冲积层地区时，由于在高周期范围内响应谱的振幅相对较高，在低周期范围内响应谱的振幅较低，因此刚性好的建筑结构比柔软的更加合适。在岩石区应采用相反的选择。2钢结构建筑的结构设计系统随着轧制钢材产品种类的日益丰富，可用的钢材类型和尺寸具有很大的选择性，能够用来制造范围很广的结构部件和结构接头。各种工。口田结构部件和结构接头，如图1所示。图1各种结构部件和结构接头钢结构部件具有容易建成大构件的优势，被认为是确保大结构抗震的最合适的建筑材料，结构部件和接头的性能和塑性受很多因素影响。建筑钢部件由于其高强度性能，

8、经常有很高