摘 要：高强度的地震会对建筑物造成巨大的破坏，（钢结构设计培训）为人类的人身安全造成影响，目前人类还不可预测地震的发生。为了在地震发生时使对建筑物的破坏降到最低，尽最大限度保护居民人身财产安全，在设计与建设时应进行抗震设计，选用抗震材料。我国民用建筑结构形式较多，针对不同的结构形式应采取不同的抗震设计。

　　关键词：钢结构；结构类型；抗震设计

　　所有土木工程在建造伊始都会考虑建筑的抗震性，而钢结构由于质地均匀、重量小、强度高、延展性良好等优点，被广泛作为抗震建筑材料使用。当发生地震时，钢结构由于上述优点，可以很好地保护民用建筑不会受到较大的破坏。钢结构还可以减轻民用建筑的整体重量，而由于有良好的延展性，不会在地震发生时有较大的变形。但是需要注意，如果钢结构建筑的设计不合理，那么极有可能在发生地震时出现建筑失稳情况，而不合理的结构使得钢的延展性得不到良好的发挥，导致钢结构发生断裂或变形，其造成的伤害不亚于普通建筑。因此，合理设计钢结构民用房屋意义重大。

　　1 民用建筑房屋的抗震基本要求

　　实践表明，地震发生时房屋受力很复杂，上世纪七十年代，人们根据实际经验和实验形成了基本的房屋设计原则和思想，对建筑整体和细节都做出了相关规定，这就是“建筑抗震概念设计”思想，指出了抗震设计在施工中的重要性。2012年5月12日发生的汶川地震之所以会有如此大面积的建筑被破坏，除了地震强度大以外，不合理的设计也是主要原因之一。因此，在以后的抗震施工中应做好以下工作：

　　1.1 地基选择。民用建筑在建设时不会进行地质勘测，直接在原址或凭经验寻找新址建设房屋，并没有一手勘测资料，因此也不会发现地下是否存在软弱下卧层。而建筑加固的位置多数是凭施工人员经验进行的，竣工后横有可能发生沉降而导致墙体开裂。

　　1.2 平面设计。建筑整体尽可能设计成对称的、规则的形状，不应出现大面积凸起或凹陷等不合理设计；楼梯设置也应尽可能保持对称。

　　1.3 选择经济合理的结构形式。在同一栋建筑中应采取一种建筑体系，保持建筑强度均匀。汶川地震中有一栋建筑由于一部分采用了砖墙落承重结构重，另一部分采用了钢筋混凝土承重结构，导致该建筑横向受力与纵向受力不均匀而无法抵抗地震的破坏。

　　1.4 多道设防。最少设置两道抗震防线，最大限度的减小地震造成的破坏，做到“轻震不坏、中震可修、强震不倒”。

　　2 钢结构民用房屋适用的结构类型和最大高度

　　2.1 钢结构民用房屋适用的结构类型。抗震建筑的结构设计是设计人员设计中最重要的内容，它影响到工程的安全性和经济型，需要综合考虑多方因素。目前我国民用建筑主要的抗震体系有以下几种：

　　2.1.1 多层砌体房屋。砌体建筑是我国民用建筑的主体，由于造价低，我国农村全部都是砌体房屋，而城镇也占了90%以上，是我国民用建筑的典型代表。此类建筑一般不高（最高7层）。民用建筑多层砌体建筑中房屋众多，因此内墙也很多，因此此类建筑抗侧力性良好。但由于砌体材料刚性大、不易变形、受力后很容易开裂，地震发生时，受力较大、结构脆弱的部位（如楼梯）很容易出现裂缝甚至坍塌。

　　2.1.2 多层内框架房屋。属于多层砌体房屋的改良，即建筑的外墙仍为砌体建筑，而立柱、主梁采用钢筋混凝土制成，此类建筑多用于面积大、空旷的大厅或民用厂房、仓库或公共建筑等。

　　2.1.3 底层框架砖房。即前二者的结合，此类建筑的1～2层一般用来作商铺，因此空间较大，属于内框架建筑，而高层用于居住，属于砌体建筑。由于上下建筑材料不同，因此整体强度不均匀，因此在抗震设计时需要严加注意。

　　2.1.4 框架结构。此类结构多见于高层民用建筑，内部结构设计灵活，可建设较大的房间。但由于房间数减少因此内墙也相应减少，侧向刚度会受到影响，相关规定对高度也做出了限制。

　　2.1.5 框架――抗震墙结构。即在框架结构中适当的加入了横向或纵向的抗震墙，增强抗震性。在地震发生时，侧向位移会明显小于框架结构，因此可以建造的更高。

　　2.1.6 抗震墙结构。即框架结构中全部采用抗震墙，此类建筑抗震性得到大大提升，一般用于城镇高层建筑，如小区、旅馆等。

　　2.2 钢结构民用房屋适用的最大高度。通过近几年对钢结构房屋在地震中的表现调查与实验研究，钢结构民用房屋建设高度与建筑类型、设防烈度与场地等因素有直接关系，不宜过高。

　　2 房屋最大高宽比限制

　　建筑高宽比是影响抗震性的一个主要因素。所谓高宽比，就是指建筑总高度与宽度的最小值的比值，比值越大，建筑的变形能力就会增加，更容易发生倾倒。《建筑抗震设计规范》中对钢结构民用建筑房屋的高宽比做出了如下规定：

　　3 防震缝设置

　　如果钢结构民用建筑房屋横向与纵向布置都遵循了标准的设计原则，则不必设置防震缝；如果建筑中又不合乎规定的横向或纵向布置时，则应适当的设置防震缝。防震缝的设计应参考建筑的设防烈度、建筑类型等设置足够的宽度，保证防震缝两侧建筑完全分开。设计时应符合以下规定：（1）框架结构的防震缝宽度：建筑高度小于15米时，防震缝宽度应大于等于105毫米；建筑高于15米时，对应6、7、8、9度的设防烈度，每增加5、4、3、2米，防震缝宽度增加20毫米。（2）框架――抗震墙结构：防震缝宽度为框架结构数值的70%。（3）框架――剪力板结构：与框架――抗震墙结构相同。（4）筒式结构和大型框架结构：防震缝宽度为框架结构数值的50%。

　　4 结构体系的选用和布置

　　正常情况下，当钢结构民用建筑房屋小于1 2层时，可以采用框架、支撑等结构；大于12层时，应采用钢结构。设防烈度在8、9度时，小于12层的建筑可使用偏心支撑、设置防震缝、在墙体内设置钢板；大于12层时，应采用钢框架――筒体结构，特殊情况下可设置延伸臂加强结构强度。

　　使用框架――支撑结构时，框架的设置应对称。对于小于12层的建筑，应采用中心支撑方式，条件允许的情况下可采用偏心支撑。大于12层的建筑，12层内应采用偏心支撑，高出12层，应采用中心支撑。中心支撑有多种支撑方式，常用的有人字型、交叉型、K型支撑等，其中最不适合刚性结构的是K型支撑，设计时应多加注意。

　　5 楼盖的设置

　　钢结构民用建筑房屋的楼盖应使用非组合楼板，对于小于12层的建筑可视情况使用组合楼板（如钢筋混凝土预制板），大于12层的建筑应使用装配式楼板或者用其他材料制成的轻型楼盖。

　　6 地下室的设置

　　对于钢结构民用建筑房屋的地下室，应采用框架――支撑结构，其中支撑结构应竖向紧密布置，直到地下室底部；框架则至少设置到地下一层。对于大于12层的建筑，地下室的深度应符合如下规定：（1）天然基。地下室基础埋深度应大于建筑高度的1/15；（2）桩基。桩承台埋深度大于建筑总高度的1/20。