摘要：提高高層鋼結(jié)構(gòu)建筑抗震性能是增強(qiáng)高層建筑安全性的主要方式，這樣可以提高高層建筑的質(zhì)量，也能增強(qiáng)高層建筑的使用年限。建筑行業(yè)想要使高層鋼結(jié)構(gòu)建筑抗震性能得到提升，需要對(duì)高層鋼結(jié)構(gòu)建筑抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行了解和研究，并分析高層建筑未來(lái)設(shè)計(jì)方向。本文對(duì)高層鋼結(jié)構(gòu)建筑抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行分析，并結(jié)合高層建筑抗震設(shè)計(jì)理念，為我國(guó)建筑行業(yè)提供研究方向。
關(guān)鍵詞：高層建筑；鋼結(jié)構(gòu)；抗震設(shè)計(jì)
1引言
隨著對(duì)地震地質(zhì)災(zāi)害的重視，建筑行業(yè)開(kāi)始研究房屋的抗震性，通過(guò)提高建筑質(zhì)量的方式減少地震地質(zhì)災(zāi)害中人員的傷亡以及財(cái)產(chǎn)的損失。因?yàn)楦邔咏ㄖ嬖隗w積大、工程大等特點(diǎn)，所以對(duì)高層鋼結(jié)構(gòu)建筑進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)需要考慮很多因素，需要設(shè)計(jì)師的專業(yè)技能和建筑物團(tuán)隊(duì)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
2高層鋼結(jié)構(gòu)建筑抗震設(shè)計(jì)原則
2.1選擇合適的建筑設(shè)計(jì)方案
建筑設(shè)計(jì)人員需根據(jù)選擇的建筑區(qū)域合理規(guī)劃建筑設(shè)計(jì)方案。建筑設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)所選區(qū)域的地理?xiàng)l件和天氣狀況，決定高層建筑的樓層高低，完成對(duì)高層鋼結(jié)構(gòu)建筑框架的建設(shè)。建筑設(shè)計(jì)方案的內(nèi)容需體現(xiàn)每個(gè)區(qū)域的作用，避免造成區(qū)域浪費(fèi)，也可提高高層建筑的功能。建筑設(shè)計(jì)人員可以聘請(qǐng)專業(yè)的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師完成鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作，也可以參考國(guó)內(nèi)外眾多高層建筑的設(shè)計(jì)方案，對(duì)設(shè)計(jì)的精髓進(jìn)行掌握和學(xué)習(xí)，最主要是結(jié)合建筑區(qū)域的各種條件選擇適合完成建筑施工的設(shè)計(jì)方案。
2.2重視高層鋼結(jié)構(gòu)建筑體系
高層鋼結(jié)構(gòu)建筑是維持高層建筑穩(wěn)定性的重要基礎(chǔ)，建筑設(shè)計(jì)人員需重視高層鋼結(jié)構(gòu)建筑的建設(shè)，為建筑建立良好的框架。建筑設(shè)計(jì)人員想順利完成高層鋼結(jié)構(gòu)建筑的建設(shè)，需要從材料選擇和方案確立兩個(gè)方面入手，建筑設(shè)計(jì)人員需要選擇優(yōu)質(zhì)的鋼鐵材料完成框架的搭建，在此過(guò)程中盡量選擇施工效果明顯的機(jī)械設(shè)備，以此提高建筑的完成效率。建筑設(shè)計(jì)人員需選擇合適的鋼結(jié)構(gòu)體系建造方案，主要考慮居住人口數(shù)量、居住人口密集程度對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并通過(guò)虛擬技術(shù)判斷鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。
2.3合理規(guī)劃建筑區(qū)域
現(xiàn)代科技發(fā)達(dá)，建筑設(shè)計(jì)人員可以通過(guò)使用地震檢測(cè)儀器判斷地震頻發(fā)區(qū)域，為保障建筑設(shè)計(jì)人員的人身安全和居民的人身安全，建筑設(shè)計(jì)人員需合理規(guī)劃建筑區(qū)域，避免選擇有地震發(fā)生趨勢(shì)的地區(qū)，避免造成較大的安全隱患。對(duì)普通地區(qū)進(jìn)行建筑區(qū)域選擇時(shí)，建筑設(shè)計(jì)人員需對(duì)人口密集處建筑逃生通道，保證人民的生命安全和出行安全。合理規(guī)劃建筑區(qū)域是建筑設(shè)計(jì)人員需做好的前期工作，其會(huì)影響高層建筑的整體防震性，并對(duì)未來(lái)城市的規(guī)劃建設(shè)起著重要的作用。
3高層鋼結(jié)構(gòu)建筑抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)
3.1控制結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
建筑設(shè)計(jì)人員最先要完成鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，保障鋼結(jié)構(gòu)的堅(jiān)固性和穩(wěn)定性，可以通過(guò)使用抗震性較好的材料實(shí)現(xiàn)。在完成鋼結(jié)構(gòu)的搭建后，建筑設(shè)計(jì)人員需要對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行彈性檢測(cè)，確保鋼結(jié)構(gòu)具有足夠的彈性抵御地震等災(zāi)害，這樣能減小地震對(duì)建筑的破壞程度。高層建筑屬于豎向結(jié)構(gòu)，對(duì)地面產(chǎn)生著較大的重力作用，建筑在遇到地震等災(zāi)害時(shí)，豎向結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生改變，所以建筑材料需提高鋼結(jié)構(gòu)豎向結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
3.2貫徹抗震設(shè)計(jì)理念
建筑設(shè)計(jì)人員需貫徹抗震設(shè)計(jì)理念，以提高高層鋼結(jié)構(gòu)建筑的防震性。建筑設(shè)計(jì)人員需考慮鋼結(jié)構(gòu)的承載能力，對(duì)建筑空間布局進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，以提高高層鋼結(jié)構(gòu)建筑的穩(wěn)定性。高層鋼結(jié)構(gòu)建筑主要以寬敞為主，帶給居民較好的居住體驗(yàn)，因?yàn)楦邔愉摻Y(jié)構(gòu)建筑的設(shè)計(jì)決定高層建筑的外觀和性能，所以建筑設(shè)計(jì)人員需貫徹設(shè)計(jì)理念。建筑設(shè)計(jì)人員需選擇質(zhì)地較硬的鋼鐵材料，以免出現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)彎曲等狀況造成安全隱患。建筑設(shè)計(jì)人員可以通過(guò)積累實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)和參考國(guó)內(nèi)外優(yōu)秀的抗震設(shè)計(jì)案例，掌握基本的抗震設(shè)計(jì)理念。
3.3采取抗震措施
建筑設(shè)計(jì)人員需采取抗震措施，在建筑材料的選擇上，建筑設(shè)計(jì)人員優(yōu)先選擇抗震性良好的材料，盡量選擇密度大、分子間聯(lián)系緊密的施工材料。建筑設(shè)計(jì)人員在確定建筑設(shè)計(jì)方案內(nèi)容時(shí)，需重點(diǎn)關(guān)注逃生通道的建設(shè)和遭遇災(zāi)害的條款，以此加強(qiáng)建筑設(shè)計(jì)方案內(nèi)容的嚴(yán)謹(jǐn)性。建筑設(shè)計(jì)人員需采用獨(dú)特的建筑材料搭建工藝，提高高層鋼結(jié)構(gòu)建筑的抗震性與消震性，既能提高人們居住的舒適程度，也能提高房屋整體的安全性能。建筑設(shè)計(jì)人員需在施工后期展開(kāi)防震措施檢測(cè)工作，確保建筑采取的防震措施達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。
3.4考慮高層建筑整體性
建筑設(shè)計(jì)人員在對(duì)高層鋼結(jié)構(gòu)建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需考慮高層建筑的整體性，結(jié)合高層建筑的受力特點(diǎn)使建筑滿足防震要求。建筑設(shè)計(jì)人員需提高鋼結(jié)構(gòu)各部件聯(lián)系的緊密程度，并調(diào)整鋼結(jié)構(gòu)各部件的受力強(qiáng)弱關(guān)系，確保鋼結(jié)構(gòu)受力均勻。建筑設(shè)計(jì)人員需重點(diǎn)考慮高層建筑的總體性，避免強(qiáng)化局部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性而造成建筑受力不均的狀況，并將鋼結(jié)構(gòu)變形區(qū)域做好轉(zhuǎn)移等工作，這是提高高層鋼結(jié)構(gòu)建筑抗震性能的手段，也能強(qiáng)化高層建筑的整體性，減少地震地質(zhì)災(zāi)害對(duì)建筑質(zhì)量的影響。
4建筑鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)
4.1在建筑鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)中軟件的對(duì)比
在設(shè)計(jì)建筑鋼結(jié)構(gòu)圖的時(shí)候，必須要同時(shí)做出構(gòu)件表與材料表，并且其間包含了最早的材料計(jì)劃。在拿到圖紙后第一件事就是將材料計(jì)劃進(jìn)行制定。而在進(jìn)行深化設(shè)計(jì)的過(guò)程中，往往是通過(guò)電腦軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)的，當(dāng)前市面上有不同品牌、不同功能的設(shè)計(jì)軟件，不同的軟件都有著不同的優(yōu)缺點(diǎn)。比如說(shuō)普通門式鋼架，要求在短時(shí)間內(nèi)完成，那么使用CAD軟件就能夠輕松實(shí)現(xiàn)，CAD軟件的圖形編輯功能相當(dāng)全面，同時(shí)能夠支持二次開(kāi)發(fā)，并且在圖形格式的轉(zhuǎn)換上也相當(dāng)便捷。比如說(shuō)將EXCEL表格導(dǎo)入到CAD，給材料表格的制做帶來(lái)極大的便利。但是CAD也有一個(gè)致命的缺點(diǎn)就是無(wú)法觀看3D模型；TEKLA與PKPM這兩款軟件能夠觀看3D模型，同時(shí)3D模型也能夠生成2D加工詳圖，并且也具備2D的繪圖以及碰撞線校驗(yàn)功能。而TEKLA與PKPM軟件的缺點(diǎn)就是在生成的工程圖紙上無(wú)法進(jìn)行詳細(xì)標(biāo)注，并且清晰度嚴(yán)重不足，造成浪費(fèi)了大量的時(shí)間在調(diào)圖上。除此之外TEKLA軟件的出錯(cuò)率較低，通常在高層、多層建筑中較為受歡迎。
4.2建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟
建筑鋼結(jié)構(gòu)在繪圖前，繪制人員必須要對(duì)整體鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行了一個(gè)全面性地了解，了解制圖規(guī)范，確立深化設(shè)計(jì)流程：（1）首先，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖進(jìn)行了解；（2）其次，和相關(guān)專業(yè)進(jìn)行溝通、交流；（3）第三點(diǎn)，制做模型并將詳圖繪制出來(lái)。詳圖在設(shè)計(jì)上主要運(yùn)用CAD軟件以及TEKLA軟件進(jìn)行建模。除此之外采用國(guó)內(nèi)的PKPM軟件也是可行的。
4.3關(guān)于建筑鋼結(jié)構(gòu)工程的穩(wěn)定性
（1）想要確保鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，就必須要從結(jié)構(gòu)的整體出發(fā)；（2）根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)的整體硬度與可靠性來(lái)看，最好是通過(guò)折減系數(shù)法與臨界壓力求解法來(lái)進(jìn)計(jì)算。在軸心壓桿穩(wěn)定的計(jì)算上也是運(yùn)用這兩種方式進(jìn)行。（3）在進(jìn)行彈性穩(wěn)定計(jì)算的時(shí)候，不能夠只考慮到結(jié)構(gòu)的整體性，同時(shí)也要對(duì)二階分析進(jìn)行關(guān)注。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)內(nèi)力會(huì)因?yàn)槿嵝詷?gòu)件變型量而產(chǎn)生差異。設(shè)計(jì)建筑鋼結(jié)構(gòu)必須要嚴(yán)格按照結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，并且對(duì)于強(qiáng)度與穩(wěn)定性的區(qū)分方式進(jìn)行掌握。強(qiáng)度的大小在于使用材料的性質(zhì)，穩(wěn)定性則是在應(yīng)對(duì)強(qiáng)度問(wèn)題的時(shí)候，必須要找到其不穩(wěn)定的平衡狀態(tài)。
5建筑鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)的規(guī)范
5.1鋼材的選擇
（1）現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)的鋼材品種多，而且質(zhì)量良莠不齊，想要從中選擇出最合適的鋼材難度相當(dāng)高；（2）在建筑工程中，鋼結(jié)構(gòu)建筑的種類也越來(lái)越多，不同建筑物對(duì)于鋼材結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、荷載、變形度等要求也都各有不同，如果選擇了不適用的鋼材，不僅造成浪費(fèi)，也給整個(gè)建筑工程帶來(lái)了安全隱患，因此鋼材的選擇是相當(dāng)重要的。
5.2確定建筑鋼結(jié)構(gòu)的適用性
現(xiàn)階段鋼結(jié)構(gòu)主要的運(yùn)用對(duì)象是跨度大、荷載量大、規(guī)模與型體復(fù)雜的高層、多層建筑物中。對(duì)于安裝拆卸的便捷、承重負(fù)荷的上限、以及振動(dòng)幅度等方面都有嚴(yán)格的要求，所以在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，要對(duì)整體施工內(nèi)容都要進(jìn)行全面性地分析與總結(jié)，并且認(rèn)真考慮設(shè)計(jì)出的鋼結(jié)構(gòu)能否符合工程要求。
6結(jié)語(yǔ)
根據(jù)高層鋼結(jié)構(gòu)建筑抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)，提高高層鋼結(jié)構(gòu)建筑抗震功能是建筑設(shè)計(jì)人員當(dāng)前的首要任務(wù)，建筑設(shè)計(jì)人員想要提升高層鋼結(jié)構(gòu)建筑抗震功能，需要完成對(duì)高層鋼結(jié)構(gòu)建筑抗震設(shè)計(jì)的熟練運(yùn)用，通過(guò)在實(shí)踐中積累經(jīng)驗(yàn)，才能保證建筑設(shè)計(jì)人員順利完成高層鋼結(jié)構(gòu)建筑抗震設(shè)計(jì)工作。建筑設(shè)計(jì)人員在實(shí)現(xiàn)高層鋼結(jié)構(gòu)建筑抗震設(shè)計(jì)過(guò)程中會(huì)遇到難題，只要建筑設(shè)計(jì)人員以為人民創(chuàng)造良好的居住環(huán)境為目的，就能順利完成高層鋼結(jié)構(gòu)建筑抗震設(shè)計(jì)，提高高層建筑的質(zhì)量和穩(wěn)定性。
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