辛愛華

（甘肅建苑建筑設計院有限公司，甘肅蘭州 730000）

0 引言

鋼框架結構以其良好的彈塑性、高耐磨、質輕等物理性能，在高層建筑中取得了更加普遍的運用。很多住房、大型商場、加工廠和高級寫字樓都逐漸選用鋼框架結構，運用鋼框架結構以后，這種房屋建筑表現(xiàn)出了優(yōu)良的防震特性。不但如此，鋼框架結構的輕便性更高，工程施工期更短，環(huán)境保護優(yōu)點也更加凸顯，它更受到設計及施工單位的青睞。

1 鋼框架結構整體穩(wěn)定性的非線性影響因素分析

某鋼框架共12層，分成3跨，每跨6米長，第一層高4m，其他層高3m，全樓高37m。該房屋中的梁和柱均選用剛性連接，并選用高韌性H 型鋼為梁和柱原材料。其彈性模具為2.0×105MPa，相對密度7800kg/m3。運用MATLABAPP 對有限元分析實體模型開展建模，選用伯努利方程開展梁元仿真模擬，每一個梁模塊有兩個結點，每一個結點具備3個水平自由度和3 個轉動自由度，2 個連接點一共有6 個自由度。因而各模塊彎曲剛度特點引流矩陣由載荷模塊與模塊特點引流矩陣累加。土壤層一部分有別于鋼框架結構，必須用四邊形應變力元仿真模擬，每一個模塊包括4個連接點，每一個模塊包括平移式和豎直式自由度，因而一共有8個自由度。

1.1 幾何離散系統(tǒng)

因為屈曲解決問題時常用原材料是離散系統(tǒng)的，因而，當求得屈曲問題時，就不可以再運用小形變的幾何方程式了，這樣的問題就無法再使用小形變問題，研究結果顯示，內應力關系式中包括偏移二次項，充分考慮形變對均衡的影響，無法簡單化成線性方程。

1.2 初始缺陷

具體的鋼框架結構設計方案中，存在著許多缺點，對構造的穩(wěn)定度和承載能力造成了影響。鋼條幾何圖形缺點通常體現(xiàn)為初彎和軸力值，其原始缺點具體有原始內應力參數(shù)和承受力參數(shù)等。

1.3 內應力

在提升2 個l 型鋼構造架構后，仍有一部分內應力發(fā)生在橫截面上。正交和內應力的存在，使扭曲屈曲負載產(chǎn)生變化，但對歐拉臨界值負載沒有影響。剩下內應力的出現(xiàn)，促使折彎預制構件的抗拉強度縮小，形變增加，達不到預估承載力時妥協(xié)，減少承載能力，進而造成二階效應擴大。

1.4 彎扭不穩(wěn)定

結構力學問題通常分成線性問題和離散系統(tǒng)問題。對線性問題而言，變形問題較為小。當界限不符合方程式特點時，該問題便是離散系統(tǒng)問題。離散系統(tǒng)要素對承載能力的影響具體表現(xiàn)在下列層面：

影響鋼框架的幾何離散系統(tǒng)要素主要是P-△效應和P-δ 效應。P-δ 效應是預制構件彎折的首要緣故，而構造的剛體旋轉會導致P-△效應。鋼框架結構的P-△效應與構造平穩(wěn)存有一定的相關分析，假如發(fā)生二階效應，則鋼架結構的幾何圖形離散系統(tǒng)一般由P-△效應操縱，在于P-δ 效應。在高層建筑中，實際的P-△效應全過程可以敘述為：當構造受水準力功效時，會產(chǎn)生水準橫向偏移。側面偏移造成負載軸力，造成額外彎矩。扭矩的存在將更進一步造成構造的橫向偏移擴大。但對不對稱構造來講，扭曲問題一樣存在，當構造產(chǎn)生扭曲時，縱向承載力與抗側預制構件中心線軸力，也會使扭矩擴大。簡易地說，當豎直荷載功效時，因為水平方向上的內功和偏移擴大，稱之為P-△效應。當橫向載入和縱向載入最后能做到均衡時，構造才可以長期保持，不然將造成整體失衡。但在高層住宅鋼框架結構中，其橫向間距均比較大，在大風及地震效果下，在水平方向上偏移，將造成縱向二階效應失衡。因此，設計時應重點考慮位移對水平附加力的影響。

2 雙層鋼框架結構的抗震等級研究

現(xiàn)階段鋼架結構架構抗震等級研究中，多選用有限元方式，主要是對于單獨一個鋼結構節(jié)點及橡膠支座開展抗震等級特性研究。融合沙土與構造相互影響的考慮，運用MTALAB 數(shù)控編程軟件對十二層鋼框架開展了實體模型整體研究，對鋼框架在洪水效果下的彈力時程反應完成了研究。

為使鋼框架結構架構極限承載力的測算更加精準，文中主要是從幾何離散系統(tǒng)和原材料離散系統(tǒng)2個層面對這兩個領域開展具體的研究。

這種主要參數(shù)中：mb、cb、kb 各自表明上方構造品質，減振和剛度矩陣；ms、cs、ks 是土層。由于地震是由地振動散播，土體部分無承載力作用，全部承載力作用于上方鋼框架，可以用頻域積分法求得該運動方程。

3 多高層鋼框架建筑如何提高其抗震性能

目前，在二三線城市仍有不少老舊城區(qū)，由于建筑初期建設時間較長，不管從建筑規(guī)劃設計或原材料挑選上都相對落后，并且并沒有把抗震等級作為關鍵目標。隨著時代的發(fā)展，在舊城地域，普遍存在房屋建筑地基沉降，一些房屋建筑出現(xiàn)墻面脫落，房屋建筑偏斜等問題，乃至出現(xiàn)危樓，沒法繼續(xù)定居，給居民帶來安全隱患。但盡管舊房存有安全風險，但要想所有拆下來卻費時費勁，萬般無奈也不會采用這樣的對策，所以為了更好地維護人民群眾的安全性，必須對全部工程建筑開展修整和結構加固處理，處理房屋建筑中產(chǎn)生問題的位置，進而使舊工程建筑更堅固，使之符合建筑抗震等級規(guī)定。房屋建筑隔震，消能隔振均可對房屋建筑開展結構加固，進而提升建筑的防震特性。以上技術性與傳統(tǒng)式建筑加固工程技術對比，有顯著的優(yōu)勢，它可以減弱震造成的能量，以降低承載力的方法替代提升房屋建筑荷載的方法，使房屋建筑最后達到抗震等級規(guī)定。

4 構架柱網(wǎng)布局對構造的影響

框柱網(wǎng)對多高層建筑的防震特性有較大影響，所以，在布局時，要從達到生產(chǎn)工藝流程規(guī)定、達到工程建筑平面圖要求、使構造承受力有效、方便作業(yè)等四個層面，采用科學、綜合性的考慮。實踐中，柱距柱一般都設定在房屋建筑橫縱中心線的中點處，以減少柱距對房屋建筑性能指標的影響。立柱與梁跨距也是有相應的聯(lián)系，柱距規(guī)格雖大，但同樣會擴大柱梁橫截面規(guī)格，所以必須對其開展全方位的分析，從工程建筑需要和構造成本費等層面綜合性考慮。實踐中的柱距布局時，也需要考慮到構造在豎直承載力效果下的內力分配是不是勻稱有效，各預制構件的原材料強度能不能做到靈活運用，并且要完成建筑施工的方便，不影響到多高層建筑的整體成本。

5 結語

綜上所述，多高層住宅鋼架構工程建筑如何提高抗震等級能力，怎樣更快的開展抗震等級整體規(guī)劃等一連串新的觀念已經(jīng)被人們所高度重視，并已在各方面的實踐中運用，為人們的日常生活給予了很大的便捷。自然災害對人民群眾的生命安全性構成嚴重危害，建筑行業(yè)必須高度重視對資料的研究工作，努力研發(fā)一種更為安全的新型材料，為大地震頻頻發(fā)生的群體給予更好的安全性保護。