李棟

上海原構(gòu)設(shè)計咨詢有限公司太原分公司 山西 太原 030000

相同荷載情況下，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件與鋼筋混凝土構(gòu)件相比，前者具有厚度薄、截面尺寸小等優(yōu)勢。但是，鋼結(jié)構(gòu)在具體應(yīng)用期間，受不同因素影響，經(jīng)常出現(xiàn)穩(wěn)定性不足現(xiàn)象，會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象。因此，為了處理好鋼結(jié)構(gòu)在應(yīng)用期間失穩(wěn)現(xiàn)象的發(fā)生，要從實際情況入手，做好相應(yīng)分析工作，提高設(shè)計合理性，保證建筑工程中鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性能夠達到預(yù)期。

1 建筑工程鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢

隨著人們對鋼結(jié)構(gòu)研究的不斷深入，鋼結(jié)構(gòu)越發(fā)成熟，其在建筑工程中的應(yīng)用越來越廣泛，而且取得了不錯應(yīng)用效果。尤其是針對一些人口相對密集的公共區(qū)域，例如，大型體育場、商場、機場等區(qū)域，都可以采用鋼結(jié)構(gòu)。隨著建筑工程規(guī)模的擴大，層數(shù)的增高，鋼結(jié)構(gòu)因為具有良好抗震性而得到了廣泛應(yīng)用。通過具體分析可以發(fā)現(xiàn)，鋼結(jié)構(gòu)在具體應(yīng)用期間具有如下優(yōu)點：

（1）自身性能良好

鋼結(jié)構(gòu)在具體應(yīng)用期間承載能力強、自身輕、抗震性能優(yōu)越，因此，得到了廣泛應(yīng)用。對于傳統(tǒng)大型建筑工程來說，具體施工中會采用大量鋼材、水泥等不同類型材料，在生產(chǎn)水泥時會需要消耗大量材料，而且會周圍環(huán)境造成嚴(yán)重污染，破壞生態(tài)環(huán)境[1]。而將鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用到建筑工程中，施工工藝較為簡單，可以依據(jù)具體情況，采取靈活方式進行設(shè)計，建筑設(shè)計中能夠減少材料用量，不會對生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。同時，鋼結(jié)構(gòu)還具有自重輕、受力均勻等特點，可以調(diào)整骨架外形，以及適當(dāng)組裝方式，提升鋼結(jié)構(gòu)投入應(yīng)用后的承載效果和抗震性[2]。

（2）施工與裝配靈活

鋼結(jié)構(gòu)施工作業(yè)開展起來相對較為靈活，具體施工作業(yè)可以嚴(yán)格依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)開展，投資小，回報快。鋼結(jié)構(gòu)能夠被廣泛應(yīng)用到現(xiàn)代建筑工程中的一項主要原因就是鋼結(jié)構(gòu)可以采取靈活方式進行裝配，不會受空間、形式等各項因素影響，而且在實際施工中，可以通過工廠定制方式進行加工，自由組裝分離，能夠通過異地方式完成相應(yīng)生產(chǎn)工作[3]。同時，在進行鋼結(jié)構(gòu)組裝時，不會占用太大施工場地，可以靈活布置。

（3）不會污染環(huán)境

鋼結(jié)構(gòu)與建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展理念相符，能夠避免建筑工程建設(shè)對生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。與傳統(tǒng)磚混結(jié)構(gòu)相比，采取鋼結(jié)構(gòu)進行建筑工程建設(shè)，能夠減少耗材，施工、生產(chǎn)更趨向于綠色發(fā)展理念。此外，鋼結(jié)構(gòu)用料控制起來相對較為容易，只會產(chǎn)生少部分廢料，而且能夠循環(huán)利用[4]。

2 建筑工程中的鋼結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的原因

（1）進行建筑工程中鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計時，設(shè)計人員沒有深入到施工現(xiàn)場對施工現(xiàn)場具體情況進行全面考察，未做好相應(yīng)分析工作，沒有全面掌握影響鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性各項因素的分析，僅依靠以往的經(jīng)驗和勘查資料完成相應(yīng)設(shè)計工作，這也就會導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)難以達到要求標(biāo)準(zhǔn)。最終設(shè)計方案與建筑工程的整體運行存在不符，這會提高鋼結(jié)構(gòu)失穩(wěn)概率，一旦發(fā)生地震災(zāi)害后，鋼結(jié)構(gòu)將會遭受破壞，會發(fā)生坍塌、變形等嚴(yán)重事故，破壞建筑工程整體質(zhì)量，無法滿足建筑工程竣工后，投入應(yīng)用需求[5]。

（2）鋼結(jié)構(gòu)實際人員綜合能力沒有達到要求標(biāo)準(zhǔn)，進行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計時，沒有落實鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范中的各項要求，設(shè)計人員未全面掌握建筑工程鋼結(jié)構(gòu)失穩(wěn)原因，未針對可能出現(xiàn)的各項問題，采取針對性措施，一旦發(fā)生地震，鋼結(jié)構(gòu)將會出現(xiàn)失穩(wěn)，引起事故。

（3）鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定會受防腐性、防火性等各項影響。因此，要想保證發(fā)生地震后，鋼結(jié)構(gòu)能夠保持穩(wěn)定，一方面要提高鋼結(jié)構(gòu)自身穩(wěn)定性，使其能具有較高抗震能力，另一方面還會優(yōu)化鋼結(jié)構(gòu)防腐性、防火性能，全面分析各項內(nèi)容，做好協(xié)同設(shè)計，提高鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，確保地震來臨時，鋼結(jié)構(gòu)不會快速坍塌，以免引起嚴(yán)重事故，造成巨大損失。

3 改善鋼結(jié)構(gòu)抗震性的重要性

3.1 直接影響人們生命財產(chǎn)安全

建筑工程是人們學(xué)習(xí)、工作、生活、休息的主要場所，其質(zhì)量會對人們生命財產(chǎn)安全造成直接影響。近幾年，我國城市化進程不斷加快，城市內(nèi)人口不斷增多，密度變大，一旦發(fā)生地震，將會造成嚴(yán)重損失。我國土地遼闊，一些地區(qū)位于地震帶，地震頻繁發(fā)生頻率高，為了保障人們生命財產(chǎn)安全，需要從實際情況入手，做好鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計，提高最終建設(shè)鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

3.2 建筑行業(yè)不斷向前發(fā)展的需求

近幾年，我國建筑行業(yè)得到飛速發(fā)展，建筑工程不斷增多，規(guī)模不斷擴大， 這對建筑企業(yè)發(fā)展來說是一個機遇，同時也是一個挑戰(zhàn)。建筑企業(yè)要想發(fā)展，取得成功，必須對自身的發(fā)展需求進行明確。通過對我國建筑行業(yè)的整體發(fā)展情況來看，發(fā)展需求主要包括的內(nèi)容如下：

（1）地震是一種嚴(yán)重自然災(zāi)害，在一些的區(qū)域會頻繁出現(xiàn)，而且可能會造成嚴(yán)重危害，針對這一現(xiàn)象，人們對建筑工程抗震性提出了高要求，高抗震性能建筑工程在后續(xù)建筑市場發(fā)展的主流[6]。簡單來說，建筑企業(yè)在實際發(fā)展期間，建筑企業(yè)要想取得成功，從激烈市場競爭中脫穎而出，必須要提高最終建設(shè)的建筑工程抗震性，確保其能夠滿足應(yīng)用要求。

（2）建筑企業(yè)需要承擔(dān)一定社會責(zé)任，主要體現(xiàn)在提高建筑工程抗震性上，這一防震目的是建筑行業(yè)發(fā)展時需要努力的方向，而建筑行業(yè)在這一期間，需要起到領(lǐng)頭作用。

4 鋼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計方法的具體應(yīng)用

4.1 抗震計算

對鋼結(jié)構(gòu)抗震可以采取底部剪力方法進行計算，若鋼結(jié)構(gòu)具有較高整體高度，可以采取分解反應(yīng)譜法完成相應(yīng)計算，獲取到精準(zhǔn)數(shù)據(jù)。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計人員在具體設(shè)計期間，需要針對工程所在區(qū)域內(nèi)抗震要求進行明確，一般來說在4-6級抗震等級要求的地區(qū)，可以依據(jù)具體規(guī)范內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)進行建筑設(shè)置，在實際設(shè)計期間，設(shè)計人員要全面考慮建筑工程所在區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)和建筑情況，保證設(shè)抗震強度能夠達到實際標(biāo)準(zhǔn)，避免出現(xiàn)不合理情況。設(shè)計人員在具體工作開展時，要對建筑工程所在區(qū)域的場地類型進行全面分析，依據(jù)工程所在地區(qū)抗震設(shè)防烈強度，對抗震方法進行明確[7]。例如，針對丙類建筑，要采取降度方式對建筑工程設(shè)計方案進行處理。在對建筑工程遭受地震作用進行計算時，需要對重力荷載代表值進行計算，通過荷載標(biāo)準(zhǔn)值加活荷載組合方式，對最終荷載值進行確定?；詈奢d組合值系數(shù)大小為0.5，建筑工程中的具體荷載組合值的系數(shù)大小也為0.5，需要注意的是，針對建筑工程屋面部分的荷載，在進行設(shè)計時，不得將其計入其中。

4.2 確定水平地震影響系數(shù)

在對建筑工程中的鋼結(jié)構(gòu)中的地震影響系數(shù)進行確定時，要全面考慮建筑工程中每一個方面，例如，建筑工程結(jié)構(gòu)自振周期、設(shè)計地震分組、阻尼比等多項內(nèi)容。在確定建筑工程水平地震影響系數(shù)，要對最大值進行全面分析，科學(xué)選擇各項數(shù)據(jù)，確保最終計算結(jié)果精準(zhǔn)無誤。選擇特征周期數(shù)據(jù)期間，要依據(jù)的地震情況科學(xué)分組，對建筑工程所在區(qū)域的場地類別進行明確，若建筑工程所在區(qū)域抗震防裂度級別較高，在進行計算時，可以依據(jù)0.05s特征周期完成相應(yīng)計算。

4.3 進行荷載設(shè)計

對于建筑工程中鋼結(jié)構(gòu)來說，這對貫通、對稱形式結(jié)構(gòu)不規(guī)則形態(tài)設(shè)計，其在具體應(yīng)用時，能夠具有更好抵御扭曲變形效果。設(shè)計人員在實際設(shè)計期間，為了確保最終設(shè)計的合理性，要對明確鋼結(jié)構(gòu)中的基準(zhǔn)線，要加強對影響鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性因素的分析，而且要采取合理措施進行科學(xué)應(yīng)對，提高鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計合理性性，確保其質(zhì)量能夠達到預(yù)期，滿足應(yīng)用需求[8]。同時，在實踐中要提高對遇到各種特殊情況的分析，提高設(shè)計合理性，例如，通過對不動鉸支座進行應(yīng)用，能夠避免建筑工程中的梁在投入應(yīng)用后，發(fā)生位移，確保梁可以在平面內(nèi)進行轉(zhuǎn)動，需要注意的是，單純考慮一方面均衡鋼結(jié)構(gòu)在投入應(yīng)用后的局受力情況，而且還能夠避免其他各種問題的出現(xiàn)。因此，在實際設(shè)計期間，應(yīng)當(dāng)進行繞縱軸扭轉(zhuǎn)阻止構(gòu)件設(shè)置，使梁端界面可以自由翹曲，保證鋼結(jié)構(gòu)能夠保持穩(wěn)定，減少位移等不良現(xiàn)象發(fā)生，確保最終計算結(jié)果精準(zhǔn)無誤，避免在后續(xù)應(yīng)用時，發(fā)生事故。

4.4 做好鋼結(jié)構(gòu)防火設(shè)計

（1）全面考慮鋼結(jié)構(gòu)的彈性變形，設(shè)計人員要全面分析溫度升高后鋼結(jié)構(gòu)發(fā)生的膨脹現(xiàn)象，以及溫度降低后，鋼結(jié)構(gòu)變形現(xiàn)象。

（2）考慮鋼結(jié)構(gòu)塑性變形情況。鋼材受溫度變化影響，鋼結(jié)構(gòu)一旦發(fā)生變形，可能會為永久性變形，無法恢復(fù)原狀。對于建筑工程中的鋼結(jié)構(gòu)，在進行抗震設(shè)計時，要對鋼結(jié)構(gòu)采用的防火涂料等級和防火材料進行明確，從具體情況出發(fā)，保證鋼結(jié)構(gòu)與實際情況相符，有力控制發(fā)生地震后，火災(zāi)對鋼結(jié)構(gòu)造成的不良影響。

4.5 鋼結(jié)構(gòu)防腐設(shè)計

鋼結(jié)構(gòu)長期暴露在空氣中，鋼結(jié)構(gòu)與水分、空氣相接觸會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，會發(fā)生腐蝕、生銹等不良問題，這將會降低鋼結(jié)構(gòu)性能，降低其穩(wěn)定性，一旦發(fā)生地震，將會導(dǎo)致建筑工程發(fā)生傾斜、變形等各種不良現(xiàn)象，情況嚴(yán)重時會將會發(fā)生坍塌事故，危害巨大。因此，需要提高對建筑工程中采用鋼材防腐蝕的重視，做好防銹處理，以免由于銹蝕問題，降低鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用到建筑工程，穩(wěn)定性差。需要相關(guān)工作人員注意的是，在對鋼結(jié)構(gòu)進行防腐防銹處理時，需要加強對建筑工程所在區(qū)域地理環(huán)境、地質(zhì)情況、水文等各項因素進行充分分析，全面考慮各項影響因素，全面結(jié)合經(jīng)濟成本，針對鋼結(jié)構(gòu)，編制防腐計劃。從目前我國建筑行業(yè)的整體發(fā)展情況來看，鋼材防腐方式主要有的非永久性涂裝和永久性涂裝兩種不同方式，非永久性涂裝要應(yīng)當(dāng)在后期，通過維修保養(yǎng)方式實現(xiàn)，從而使建筑工程中鋼結(jié)構(gòu)整體防腐蝕性能可以得到進一步提高，滿足應(yīng)用需求。

5 優(yōu)化建筑工程中鋼結(jié)構(gòu)抗震性的合理化建議

5.1 科學(xué)選擇建筑工程場地

在進行建筑工程建設(shè)時，為了提高建筑工程整體抗震性，保證鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，減少地震造成的危害。因此，設(shè)計人員需要從實際情況入手，合理選擇建筑工程所在區(qū)域地質(zhì)、水文等各項信息，針對建筑工程是否在地震區(qū)域進行明確，從而選擇合理鋼結(jié)構(gòu)建筑場地。此外，如果鋼結(jié)構(gòu)建筑被建設(shè)在地質(zhì)較為復(fù)雜區(qū)域，相關(guān)工作人員要深入現(xiàn)場，對該區(qū)域以往發(fā)生的各種地質(zhì)災(zāi)害進行全面研究，總結(jié)過去的經(jīng)驗，以此為依據(jù)，完成應(yīng)對方案編制作業(yè)，優(yōu)化抗震結(jié)構(gòu)，最大程度減低地震發(fā)生后，對于鋼結(jié)構(gòu)造成的破壞。

5.2 科學(xué)選擇鋼結(jié)構(gòu)類型

現(xiàn)代建筑工程中的鋼結(jié)構(gòu)具有多元且豐富抗震體系，在對鋼結(jié)構(gòu)建筑的具體類型時，作為設(shè)計人員要從實際情況出發(fā)，對建筑采用的材料，以及高度、規(guī)模各項內(nèi)容進行確定，選擇合理施工工藝開展相應(yīng)施工作業(yè)，保證建筑工程采取的鋼結(jié)構(gòu)類型與當(dāng)?shù)乜拐鸬燃壞軌虮３忠恢拢瑫r，也能夠為后續(xù)鋼結(jié)構(gòu)建筑建設(shè)提供有利條件。

5.3 合理設(shè)計抗震裝置與措施

進行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計時，要提高對鋼結(jié)構(gòu)中關(guān)鍵節(jié)點和重點構(gòu)件的關(guān)注，對鋼結(jié)構(gòu)中各項的細節(jié)的優(yōu)化，使建筑工程中的鋼結(jié)構(gòu)在投入應(yīng)用后的抗震性能能夠得到進一步提高，將地震自然災(zāi)害帶來的各種風(fēng)險因素都能夠降到最低，減小地震危害。與此同時，相關(guān)工作人員還要加強對減震各隔震技術(shù)的研究，做好相應(yīng)優(yōu)化工作，從而使建筑工程中鋼結(jié)構(gòu)抗震能力能夠達到進一步提高，優(yōu)化整個鋼結(jié)構(gòu)體系。例如，在建筑工程鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計期間，可以在對建筑工程整體情況進行合理分析基礎(chǔ)上，選擇符合需求的阻尼器，對其進行應(yīng)用，進行減震構(gòu)件設(shè)計，確保在發(fā)生地震災(zāi)害時，建筑工程中的構(gòu)件能夠消耗和吸收地震產(chǎn)生的能量，從而達到消減地震，減小地震危害效果。

5.4 做好施工材料選擇

建筑工程中的鋼結(jié)構(gòu)采用的材料性能會對最終建設(shè)的建筑工程整體質(zhì)量造成直接影響。從目前我國建筑行業(yè)的整體發(fā)展情況來看，建筑市場上的施工材料質(zhì)量參差不齊，采購施工材料時，采購人員對于材料質(zhì)量和性能的了解不深，材料進入施工現(xiàn)場時，對材料的抽樣檢查、保管等各項操作不到位，這會導(dǎo)致應(yīng)用到建筑工程中的材料質(zhì)量不達標(biāo)?？梢?，要從材料采購、檢查、保管、質(zhì)量控制等多個方面入手，保證采用的材料能夠滿足建筑工程中鋼結(jié)構(gòu)的要求。同時，設(shè)計人員要鋼結(jié)構(gòu)受力情況進行分析，全面檢查鋼材整體受力情況，做好檢查相應(yīng)檢查工作。此外，還要依據(jù)實際情況，選擇符合實際情況的焊接工藝，加強對焊接質(zhì)量的檢查，保證不同構(gòu)件可以科學(xué)連接到一起，若發(fā)生地震，能夠快速分散力，提高鋼結(jié)構(gòu)承載力，保證建筑工程的抗拉能力、抗壓能力都能夠達到要求標(biāo)準(zhǔn)，確保結(jié)構(gòu)受力均衡。

6 結(jié)語

為了提升鋼結(jié)構(gòu)整體抗震能力，要通過對鋼結(jié)構(gòu)整體設(shè)計情況進行全面分析，合理優(yōu)化設(shè)計，做好鋼結(jié)構(gòu)抗震計算、場地選擇、鋼結(jié)構(gòu)抗震類型選擇等各項內(nèi)容分析，保證抗震設(shè)計能夠達到預(yù)期目標(biāo)，提高建筑工程整體穩(wěn)定性。