摘要：钢结构施工周期较短,并且具体节能环保、延展性好等优点，特别对于钢结构建筑具有的延展性可以对地震波产生衰减作用，减少地震对钢结构建筑的破坏。本文探讨了关于钢结构抗震存在的问题及抗震措施。 关键词：钢结构；抗震；问题；措施
中途分类号：TU591 文献标识码：A文章编号：
因钢结构具高强、轻质、施工周期短等优点，其在各种建筑中日益普及。又因钢结构具有良好抗震性，并且工业化生产程度较高，钢结构施工周期较短,并且具体节能环保、延展性好等优点，特别对于钢结构建筑具有的延展性可以对地震波产生衰减作用，减少地震对钢结构建筑的破坏。针对钢结构建筑的如此突出的优点，美国等等国家的钢结构建筑已占到所在国内建筑总量的一半以上。日本是地震多发的国家，钢结构建筑在日本建筑当中的占有率更是达到了65％左右。根据日本阪神地震后资料的显示，在地震中钢结构建筑的受损程度和受损概率要远低于混凝土结构。2008年四川汶川地震中，作为钢结构建筑的绵阳体育馆也没有受到损坏，成为安置地震灾民的主要地点。
一、钢结构的应用
钢结构具有以下特点：1、钢结构自重较轻 ；2、钢结构工作的可靠性较高 ；3、钢材的抗震性、抗冲击性好；4变压器油箱、钢结构制造的工业化程度较高 ；5、钢结构可以准确快速地装配 6、钢结构室内空间大；7、容易做成密封结构；8、钢结构易腐蚀；9、钢结构耐火性差，耐热性较好。
当前钢结构在我国的合理应用范围大致有如下几个方面：1小型变速箱、大跨度结构 用于大会堂、体育馆、展览馆、影剧院、飞机库、汽车库等。采用的结构体系主要有框架结 构、拱架结构、网架结构、悬索结构和预应力钢结构。2、厂房结构 如冶金工厂的平炉车间、初轧车间、混铁炉车间等；重型机器厂的铸钢车间，水压机车间、 锻压车间等；造船厂的船台车间；飞机制造厂的装配车间等。这些车间的主要承重骨架往往 全部或部分采用钢结构。3、高层建筑 用于旅馆、饭店、公寓、办公楼等高层楼房。4、塔桅结构 衣架制作用于电视塔、微波塔、高压输电线路塔，化工排气塔、大气监测塔、石油钻井塔，火箭发射 塔以及无线电桅杆等。5、板壳结构 冶金、石油、化工企业中大量采用钢板造成的容器，如大型储液库、煤气库、高炉、热风炉 等。6、可拆卸结构 用于装配式活动房屋、临时性展览馆等。7、轻钢结构用于中、小型房屋。
轻钢结构是近十年发展最快的领域，在美国采用轻钢结构占非住宅建筑投资的50%以上。这种结构工业化、商品化程度高，施工快，综合效益高，市场需求量大，已引起结构设计人员的认识。轻钢结构通常是指由下列钢材所构成的结构：1、冷弯薄壁型钢结构；2、热轧轻型钢结构；3、焊接或高频焊接轻型钢结构；4、轻型钢管结构；5、板壁较薄的焊接组合梁及焊接组合柱而构成的结构。轻钢结构在我国已进入快速发展时期，门式刚架、金属拱型波纹屋盖结构 已成为国内工业厂房、仓库首选的结构形式，多层轻钢住宅必将成为我国轻钢结构应用的新领 域和增长点。我们同时还要认识到无论是在建 筑、结构设计，还是在制作安装技术方面，我们与国外先进水平相比都有很大差距。钢结构专业研究人员需加紧对钢结构设计理论和设计 法的深入系统研究，技术主管部门需加强对从来人员的专业技术培训及钢结构市场的管理力度。唯有如此才能使我国轻钢结构产业真正成 为综合经济效益高、具有国际竞争力的新兴产业。
二、钢结构抗震存在的问题
钢结构具有优越的强度、韧性或延性、强度重量比，总体上看是抗震性能好，抗震能力强。尽管如此, 由于焊接、连接、冷加工等工艺技术以及腐蚀环境的影响，钢材性能的优点
将受到影响, 如果在设计、施工、维护等方面出现问题，就会造成损害或破坏。钢结构较少出现倒塌破坏情况，主要震害表现是构件整体或局部失稳、节点破坏、基础连接破坏、构件破坏等。大体破坏形式有：
1 、结构倒塌钢材发生平面外弯曲失稳造成。
2 、支撑构件破坏支撑构件为结构提供较大的侧向刚度，当地震强度较大时，承受的轴向力增加，如果支撑的长度、局部加劲板构造与主体结构的连接构造等出现问题， 就会出现破坏和失稳。
3 、节点破坏铆、拴、焊节点传力集中，构造复杂， 施工难度大，容易造成应力集中，强度不均匀现象，再加上可能的焊缝缺陷、构造缺陷，就更容易出现连接破坏。梁柱节点可能破坏现象有加劲板断裂、扭曲， 腹板断裂、扭曲， 焊接部位拉脱， 铆接断裂以及螺栓连接的破坏等等。
4 、基础锚固破坏主要有螺栓拉短、混凝土锚固实效、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。
吊装工具
5 、构件破坏框架梁等的破坏形式主要有腹板开裂、腹板屈曲和翼缘板屈曲、扭转屈曲。框架柱的破坏主要由柱子受拉断裂, 翼缘屈曲, 翼缘撕裂失稳。构件拉断的原因估计是地震造成的倾覆拉力较大，动应变速率较高，材料变脆等。
由于地震的随机性和地震强度的难确定性， 震害现象复杂多样，钢结构的破坏原因分析相当困难，大致可以归为结构设计计算、结构材料、材料质量、维护情况、多重作用等几个方面。根据各自不同的震害现象，各国的学者进行了大量的研究，总结提出了许多有益的构造和设计方法，取得了丰富的科研成果。随着人们对地震认识的加深和对各种破坏形式的研究分析，会出现更接近于地震实际的实验研究方法，更先进的减少震害的措施方法也会越来越多。多高层钢结构抗震已成为钢结构工程界的一个研究热点，钢结构凭借着自身较强的抗震性能，会有更广阔的发展空间。
三、钢结构建筑抗震措施
1、 选择对建筑抗震有利的场地和地基
场地影响了钢结结构的地震反应, 钢结构地震反应大小决定了钢结构的震害。因此在抗震设
计的时候应选择坚硬的中硬土场地, 当实在无法避开不利的或者危险的场地的时候,应采取补救措施。
2、选择合理的结构总体布置
(1)建筑形状力求规则形状较简单建筑物由于受力性能明确, 遭受地震时破坏很轻。在抗震设计时要求建筑形状规则,结构要求对称, 来减小质量中心和刚度中心的偏离;(2)强度以及刚度应连续变化抗震结构的刚度、承载力在楼层平面内应均匀,沿结构坚向应连续并且均匀。
3、选择合理的抗震结构体系
在钢结构房屋中用的较多的结构体系有框架结构、框架- 中心支撑结构和框架- 偏心支撑结构等。纯框架结构延性好，抗震性能好，但由于抗侧刚度较差，不宜用于层数太高的建筑。框架- 中心支撑结构抗侧刚度大，适用层数较多的建筑，但由于支撑构件的滞回性能较差，耗散的地震能量有限，抗震性能不如纯框架。框架- 偏心支撑结构可通过偏心连梁的剪切屈服，耗散地震能量，同时又能保证支撑不丧失整体稳定，抗震性能优于框架- 中心支撑结构。采用能与钢框架抗侧刚度相匹配的内藏钢板剪力墙和带竖缝剪力墙代替支撑，可构成框架- 抗震墙板结构，其抗震性能优于框架- 中心支撑结构。
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当房屋刚度更高时，可采用沿建筑周边设置密柱深梁框架构成的框筒结构。框筒结构抗侧刚度大，并具有较好的抗震性能。
4、钢结构框架的消能、隔震措施
传统的防震观点是要求结构具有一定的抗震性能，在这方面有两种思维方式：一是提高结构的刚度来抵抗地震作用，另一种是采用允许结构有一定的柔性变形，从而使其在变形过程中吸收、释放一定的能量。在不增加重量、不改变刚度的前提下，提高总体强度和刚度是两个有效的抗震途径。而现在以及今后建造的钢结构框架将是越来越多的坐落在高烈度地区，这样就迫使设计人员要从另一个方面来考虑———减震消能。对结构地震反应有重要影响的主要有两个因素：（1）结构物的基本周期；（2）阻尼比。当采用消能机构后基本都在很大程度上延长了建筑物的基本周期，从而避开了地震输入的高能量频段，采用高阻尼减震装置使建筑物具有大变形的能力和强自复位能力。对阻尼器的要求：第一，在小振幅的振动下，呈线性反应，不产生很大的阻尼，但刚度很大，从而限制结构的位移；第二，在强烈振动时，阻尼器的一部分可以失效，从而允许大变位和大阻尼，以达到隔震目的；第三，隔振阻尼装置的竖向刚度远大于其水平刚度。
参考文献：
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