山东科技大学土木工程与建筑学院 山东青岛 266590
摘要：钢结构具有自重较轻，工作可靠性高，冲击性较好等特点。目前钢构件在局部稳定性、受压整体稳定性以及焊接残余应力方面有一定的研究，在钢结构工程应用方面打下了基础。钢构件可通过自身变形吸收地震所产生的能量，减少了地震对建筑物和人类带来的灾害，总结了近年来国内学者针对钢结构抗震性能的研究成果。对钢结构抗震设计做出了更深一步的了解。
关键词：钢结构；抗震性能；稳定性；抗震设计
0引言
地震会给国家经济建设和人民生命财产安全造成直接和间接的危害和损失，尤其是强烈的地震会给人类带来巨大的灾难，如在地震过程中建筑物和构筑物的破坏，建筑房屋的倒塌、桥梁的断落、水坝的破坏、铁路的变形等。因此，在建造房屋过程中，需要采用一种抗震效果较好的材料满足建筑安全要求。
钢结构因自身具有的轻质高强特点在建筑行业中脱颖而出。钢结构构件在施工过程中不像其它建筑材料一样需要混凝土的养护和脱模，因此减少了很多的施工时间，并且可以在工厂实现批量生产，现场安装方便快捷，大大缩短了工期，使得钢结构在房屋建筑中成为一种较好的选择形式，钢结构住宅也成为了建筑设计中的热点问题。近几年，随着建筑行业技术的进步，新兴了一大批重点工程，钢结构的应用在建筑工程中逐步增长，钢结构作为房屋建筑结构抗震设计的重点，只有将钢结构房屋进行合理的设计，才能提高建筑房屋的整体抗震性能。钢结构建筑与其他结构建筑在结构性能方面有很大的差异，有关学者在钢结构抗震方向做了很多的研究，其中包括在材料的性能，构件的力学行为、节点性能和抗震设计方面的研究。
1.钢结构建筑抗震研究现状
文献[1]对高强度结构钢在抗震设防区进行研究，提出目前研究成果主要针对高强度钢的弹性设计与塑性设计，关于高强钢抗震设计的研究成果相对较少。并指出屈服强度越高的钢材越难满足抗震设防区的设计要求，因此高强钢在抗震设防区的应用受到了限制。文献中介绍了高强钢在地震设防区应用的两种思路：一种是通过提高延性较差的高强钢结构的地震作用；另一种是通过设置专门的屈服控制和耗能装置，使屈服控制和耗能装置在大震作用下首先屈服并产生塑性变形耗散地震能量。
文献[2]对超弹性形状记忆合金（SMA）的钢结构抗震进行了研究，提出仅按现行抗震规范要求设计的结构，即使在强震作用下没有发生结构整体的倒塌，但也会由于过大的塑性变形而导致局部破坏，而有些建筑在经历过地震后也不能正常使用，要进行拆除或重建，直接导致了经济损失和时间的浪费，“大震不倒”已经不能完全满足现代抗震设计的需要了，而对于钢结构即使在经历过地震之后，它的可修复功能远远大于其它建筑结构，钢结构大震后不需要修复或者只对局部受损的部件进行快速定位，更换掉不能满足正常使用的构件即可。
文献[3]对钢结构火电厂主厂房抗震性能进行了研究，并指出钢结构主厂房普遍存在罕遇地震作用下抗震性能不能满足规范要求的情况，并总结出了两个表现形式：一种是结构由于存在薄弱层导致层间位移角超出规范要求，另一种是由于局部构件达到承载力后造成周边构件迅速进入屈服阶段，最终引起整体失效。
文献[4]分析了屈强比对钢框架抗震性能影响，其中指出钢材屈强比越大，钢材的塑性转动能力和抗震性能越弱，所以塑性设计与钢结构抗震设计中钢材的屈强比应该限制在一定的范围之内。并且介绍到国内外关于屈强比对钢框架抗震性能的研究还很少，可利用实验和有限元的分析方法研究不同屈强比下钢材钢框架的能量消散能力。
有关学者在钢结构抗震方面做了很多研究，作为一种较好的建筑结构形式钢结构在建筑房屋中的应用较广泛，钢结构的合理设计可提高建筑的抗震性能，对钢结构全方位了解才能够提高整个建筑房屋的稳定性和适用性，以此避免地震到来时对社会经济和人类安全造成严重的威胁。
2.钢结构抗震结构体系
钢框架结构、钢框架-抗剪结构是钢结构抗震体系中的两种结构形式。钢框架结构形式主要由房屋纵向和横向的框架结构和抵抗侧向力的构件两个部分组成。
纯框架结构体系由于自身施工周期短、构造简单等特点广泛的应用到了房屋建筑中。钢框架-抗剪结构是在纯框架结构的基础上而建立的，但抗侧移功能高于纯框架结构体系，抗风荷载和抗震性能优于纯框架结构。
3.钢结构建筑在抗震方面存在的一些问题
（1）抗震概念设计不明确
地震到来时对建筑物和构筑物的损坏是无法预料的，为了降低房屋建筑和社会的基础性建设由于地震引起的灾害，一定要对抗震概念设计进行明确。对于之前所采用的房屋，只是让钢筋混凝土承担地震带来的压力，这往往是不可取的，应该找到地震过程中的薄弱位置，加大对其结构部位的安全设施，减轻地震作用下所产生的危害。
（2）结构设计不合理
建筑抗震方面还存在结构设计不合理问题，在多层建筑中很多设计达不到合理的设计标准，钢结构在多层建筑中的应用还应该进一步研究，还有很多问题有待深入探索，为钢结构建筑抗震设计奠定基础。
（3）抗震结构设计验证存在问题
为了房屋建筑的整体稳定性和安全性，要对建筑结构设计进行验证，所以不仅对房屋要进行抗震设计还要进行抗震测试和震害研究，由此来检测建筑物对地震来临时的反应。
4提高钢结构抗震的一些建议
（1）钢结构建筑建设在有利的场地中
钢结构要建在有利的场地中才能更好的发挥其抗震性能，在选择钢结构场地的时候要注意，尽量避免对钢结构有影响的地区，如：地震的高发区、地基不平稳地区，容易产生泥石流滑坡的地区。这样才能提高建筑的整体稳定性，更好的发挥钢结构的抗震优势。
（2）要选用适宜的钢结构类型
钢结构抗震体系有很多种，要根据实际情况选择合理的建筑体系，这样才能有效的促进钢结构设计理念满足抗震设计的要求。
（3）抗震的措施及其抗震所需装置
抗震措施是根据柱截面的尺寸和钢筋间距等因素来考虑房屋建筑的抗震设计，通过设计变形缝来抵抗地震带来的危害，属于建筑结构以外的措施。对于抗震设防烈度为6度以上的房屋建筑，伸缩缝、沉降缝均应符合防震缝的要求，在抗震区域，三种缝统称为防震缝。高层建筑一般通过调整平面形状和尺寸，并在构造上以及施工时采取一些措施，不设防震缝[5]。
5.结论
要提高建筑房屋的抗震能力，就应该对钢结构抗震存在的问题进行深入研究、探索，发现地震过程中房屋存在的结构安全性问题以及地震后期使用过程中房屋的耐久性，所以要先发现地震过程中房屋出现的问题，然后再采取一定措施进行补正，才能将钢结构建筑建设于场地之中，从而促进建筑行业的快速发展。
参考文献：
[1]李国强，王彦博，陈素文，等.高强度结构钢研究现状及其在抗震设防区应用问题[J].建筑结构学报，2013，34（1）：1-13.
[2]方成，王伟，陈以一.基于超弹性形状记忆合金的钢结构抗震研究进展[J].建筑结构学报，2019，40（7），1-12.
[3]董银峰，赵 强，马占雄，等.钢结构火电厂主厂房抗震性能评估[J].建筑结构学报，2016，37（1）：165-169.
[4]王飞，施刚，戴国欣，等.屈强比对钢框架抗震性能影响研究进展[J].建筑结构学报，2010，10（1），18-22.
[5]关海洲，钢结构抗震存在的问题及建议分析[C].研究探讨，2019.