钢桁架连廊抗震性能评估与加固设计

摘要：由于近些年社会在快速发展过程中，对土地资源的开发力度不断增大，导致地质结构受到了严重的破坏，加剧了各种地震灾害等问题的发生频率。该问题的存在不仅给人们的生命安全造成了较大的威胁，并且也对建筑物的稳固性以及安全性造成了较大的影响。所以基于此背景下，相关单位以及工作人员在对钢桁架连廊进行设计与建设期间，一定要充分考虑其防御性以及抗震性，结合当地的实际情况还有建筑物的具体特征科学的对连廊的抗震性进行评估，将评估结果与标准等级要求进行对比，并采取正确的方式不断地对其进行加固。从而才能更好的保障连廊整体的稳固性以及安全性，当其面临各种灾害时才能更好的对其进行应对，有效增强钢桁架连廊整体的使用年限以及效果，并更好的维护附近群众的人身安全。

关键词：钢桁架连廊；抗震性能评估；加固设计

前言：

钢桁架连廊不但可以将多个建筑物进行有效的连接，从而使人们能够在内部进行自由穿行，并且也能够充当咖啡厅等场所，为人们的休闲放松提供一定的便利条件。所以现在很多城市在发展过程中也都加强了对钢桁架连廊的关注度。而相关单位以及工作人员在对钢桁架连廊进行设计期间，要想使工程顺利竣工并投入使用，那么不仅应该关注其施工质量以及效率，也应该对其抗震性进行全面详细的评估，从而使其可以更好的抵御外部因素对其产生的影响，像是地震等自然灾害对其造成的破坏。只有这样，才能够使钢桁架连廊的抗震性能更加符合标准等级要求，在后期更好的维护群众的人身安全以及财产安全，将其存在的作用以及价值最大化的展现出来。

一、钢桁架连廊抗震性能评估内容

1.结构受力性能

对于评估工作方面而言，其所包含的内容相对较多，其中结构受力性能的评估就属于非常关键的内容之一，会直接关乎钢桁架连廊整体的抗震性以及稳固性。相关设计人员在具体评估期间，不但应该重视对连廊的刚度还有强度进行相应的评估分析，并且也要对其耐震性还有延展性等方面展开详细的评估。而要想使评估工作得以有效落实，并进一步增强评估结果的精准性以及科学性，那么也应该积极合理的运用时程分析法还有静力法进行评估。当后期面临地震等自然灾害以后，也应该对其是否出现损伤以及具体的损伤程度等进行相应的评估分析，然后结合具体情况制定有针对性的修复方案，进一步增强连廊整体的牢固性以及安全性。

2.结构配置与布置

连廊配置与布置的科学性在一定程度上也会对钢桁架连廊整体质量还有稳固性产生较大的影响。而要想进一步增强连廊布置与配置的科学性，那么也要提前分析与探究连廊的垂直与水平荷载的具体传递情况，并且也要对其刚度分布情况进行深入研究。然后根据所掌握的信息数据科学的对其进行设计，使连廊的配置与布置都能与标准要求相一致。由于钢桁架连廊的连接件受到地震因素的影响也需要承受较强的荷载力，所以其应力能力与水平在一定程度上也会直接关乎连廊整体稳固性与安全性。基于此背景下，相关的设计人员在具体工作期间也应对连接件的强度还有刚度是否符合要求进行详细分析，从而更好的保障连廊整体性能与安全性。

3.抗震构造形式

对于抗震结构方面而言，其通常都会涉及到剪力墙还有框架节点等几方面内容，这对于提升连廊整体抗震性方面有着极其关键的作用。设计人员在具体开展工作期间，也要重视对其是否满足各项抗震规范还有要求等进行详细的分析与研究。在实际评估时也应该以当地的抗震标准还有国家准则为基础，从而保障其在遇到地震问题时能够更好的维护周围群众的人身安全。

二、钢桁架连廊抗震性能评估方法

1.静力法

如果钢桁架连廊在地震时与地面产生相同的振动频率，那么惯性也能够充当静力荷载从而作用在结构物当中，具体的计算公式为：F=aM=aW/g=KW，其中公式当中的W表示的就是重力，而公式当中的a则表示地震动峰值加速度，公式当中的g表示重力加速度，K则是a/g的数值。然而因为钢桁架连廊的动力性质没有得到准确的计算，如果单纯的利用地震加速度进行评估，那么也很难保障评估结果的精准性以及科学性，最终也会埋下很多的安全隐患问题，对后续钢桁架连廊整体的抗震性以及抵御效果造成较大的影响。如果没有及时对该问题进行关注以及解决，那么也会对钢桁架连廊最终的安全性以及使用年限产生较大的影响。所以基于此背景下，相关设计人员在具体评估期间，也应该充分评估以及考虑连廊的具体动力性质。而设计人员一旦在具体评估过程中发现地面运动周期与其结构有着一定的差异，那么也应该将连廊作为钢体，从而采取静力法对其展开相应的评估计算，对其整体抗震性以及稳固性是否符合抗震等级要求进行分析，一旦发现有任何一项环节不符合要求，那么都应立即进行解决以及优化，从而避免对后续各项施工环节的有序进行造成影响，保障钢桁架连廊整体质量以及性能都可以符合标准要求，为其后期实现良好运行提供有力支持。

2.反应谱法

基于给定的地震作用历程中，如果阻尼系数没有发生改变，那么单质点体系的最大位移、速度还有加速度等都是与质点自身周期变化存在一定关联的。相关的设计人员在具体对钢桁架连廊抗震性进行评估期间，也应该重视以反应谱理论为基础，要提前对钢桁架连廊的动力特征进行相应的计算与评估，然后根据不同振型在地震当中的具体反应情况展开线性叠加，从而保障所评估的结果与真实结果相一致，为后期更好的开展加固操作提供有力支持，不断增强钢桁架连廊整体的稳固性以及抗震能力。

对于反应谱理论方面而言，其在一定程度上也能够做出如下假设：钢桁架连廊的线弹性地震也能够采用相应的叠加原理开展震型组合操作，然后分析地震振动与钢桁架连廊方向是否相同。

3.时程分析法

该方法也属于当前行业当中经常使用的一种评估方式，可以帮助设计人员更加高效精准的评估工程的抗震性以及稳固性。现在很多单位以及设计人员都会利用该方式对一些超高超限结构在地震影响下所产生的具体反应进行相应的评估以及分析，在上世纪末期时，一些西方发达国家就在积极的运用该技术对工程的抗震性进行相应的评估还有计算。对于动态时程法方面而言，其在一定程度上是属于动力分析法，其在具体运用时也能够对钢桁架连廊的运动微分方程展开相应的积分求解。通过科学的运用该方法，能够及时准确的掌握钢桁架连廊不同质点还有时间所出现的具体变化情况。对于一些大跨度的钢桁架连廊方面而言，其通常都会运用多自由度还有多节点的结构法开展相应的评估以及计算，利用准确输入地震加速度等相关数据的方式，对钢桁架连廊结构的地震时程反应情况展开全面的评估以及计算。同时该方法也能够帮助设计人员更加全面精准的分析主体结构和地基二者所存在的作用力，并且也能够帮助设计人员更好的分析波多点输入激励等是否会对钢桁架连廊结构的稳固性造成影响。由于近些年人们的生活质量与水平不断提升，对于建筑工程的隔震性还有抗震性方面的关注度也在不断提升，所以抗震加固技术在不断地运用过程中也得到了优化以及完善。该方法在具体运用期间，不但要求钢桁架连廊在面临地震等自然灾害时能够具备较强的抵抗性以及稳固性，并且也需要其具备较强的延展性，尽可能预防其在使用期间出现脆性破坏。进而不但能够保障设计人员更加全面深刻的了解钢桁架连廊的破坏原理，并且也能够有效增强设计人员的设计水平与效果，不断增强钢桁架连廊整体的稳固性以及抵御能力，使其建设更加符合现代社会的发展要求。

三、钢桁架连廊抗震加固设计方法

1.材料选择和优化设计

材料选择的科学性以及合理性在一定程度上也会直接关乎钢桁架连廊整体质量以及抗震效果，对延伸其使用年限以及提升其整体质量等方面有着很大的帮助。所以基于此背景下，相关的设计人员要想顺利对钢桁架连廊进行加固设计，并不断提升设计效果与水平，那么首先就应该加强对材料方面的关注度。在这个期间，要重视优先选择以及运用高延展性、高质量的钢材，像是采用Q460或者是Q550类的钢材进行运用，从而不断增强连廊整体承受力以及抗震能力。此外，设计人员也要对材料的抗腐蚀性等方面进行充分考虑，结合当地的气候情况选择抗腐蚀性较高的材料进行运用，从而有效避免由于环境因素影响从而降低其整体应力水平。科学合理的运用截面形状，像是通过不断调整连接面或者是H型钢柱的方式，进一步增强连廊整体的承载性，使其在后期使用期间能够具备较强的弯曲度。设计人员科学合理的对截面形状还有尺寸等进行相应的优化，能够有效减小连廊的自重，尽可能降低钢桁架的荷载，这对于增强钢桁架的性能有着极其关键的作用。此外，设计人员也要重视对钢桁架连廊的重点位置展开节段分析，然后结合所掌握的信息数据对各个荷载工况展开精细化的设计，从而使所设计的连廊性能与标准要求相一致。利用有限元分析等一些新型的方法，对连廊局部展开相应的加固处理，从而不断增强其抗震等级，使其在后期面临地震问题时能够更好的进行预防。通过科学的运用各种分析软件，对钢桁架连廊展开时程分析，提前评估钢桁架连廊可能存在的隐患问题，并有针对性的对其进行优化以及处理。这样才能够使评估的作用以及效益最大化的展现出来，更好的维护以及保障钢桁架连廊整体抗震性与安全性。

2.加固措施

加固设计是极其关键的内容之一，尤其是对于一些地震频发的城市而言，更是应该重点关注的事项。要想使加固设计工作得以有效落实，并充分发挥加固的作用提升钢桁架连廊的稳固性以及抵抗能力，那么也应该重视在以下几方面进行着手：一方面，在钢桁架连廊当中科学合理的设计剪力墙。而要想将剪力墙的效益最大化的展现出来，那么也应该保障其方向与连廊方向相一致，从而才能够更好的发挥其性能增强连廊抗震性。剪力墙可以帮助连廊更好的分散地震力，从而尽可能降低地震对连廊结构造成的破坏。另一方面，设计人员可以在钢桁架连廊的水平方向科学的设计支撑系统，像是利用合理设计水平支撑架或者是斜撑架等方式进一步提升钢桁架连廊整体的稳固性还有抵抗能力。该系统的存在可以有效避免连廊出现侧移或者是倾斜等问题，能够更好的维护其安全性还有稳固性。最后一方面，节点也是容易受损的重要区域，会对连廊整体的质量还有安全性产生较大的影响。所以基于此背景下，设计人员也应该加强对这部分的关注度。在这个期间，可以利用焊接加筋或者是增加厚板等方法，进一步增强节点整体承载力，使各个节点的受力能够实现有效传递，尽可能预防在后期发生局部损坏等问题。最终才可以有效增强钢桁架连廊整体抗震等级，使其可以更好的抵抗自然环境对其造成的破坏，更好的维护附近群众的人身安全。

结束语：

总体来讲，通过科学合理的开展评估与加固设计工作，能够有效增强钢桁架连廊整体抵抗能力以及安全性，对于保障人们的生命安全以及延长连廊使用年限等有着很大的帮助。所以基于此背景下，相关设计人员一定要加强对评估以及加固工作的关注度，明确评估工作以及加固设计工作的重要性以及意义，明确各种评估方法的使用要求还有注意事项，结合城市的实际发展情况以及地理特征科学的设计加固方案。最终当其面临各种自然灾害时，才能更好的进行防御。

参考文献：

[1]高层钢框架结构破坏模式识别及均匀损伤控制方法研究[J].石运东，沈弘毅，谭翰铭，丁阳，李忠献.工程力学.

[2]若干典型巨型钢框架结构的罕遇地震反应分析[J].张文元，张耀春.世界地震工程，2003.

[3]基于柔度矩阵与应变模态的钢框架结构的损伤诊断研究[J].卓玲.黎明职业大学学报，2007.