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摘要：随着我国经济的飞速发展，城市化水平的不断提高，各类公用建筑的建造不断丰富着我们的生活，然而钢结构以其自重小、变形大、施工快等优点，正在逐步取代钢筋混凝土框架结构在公用建筑中的运用，本文就简单分析一下钢结构在公用建筑中的设计要点以及抗震性能。
关键词：钢结构；公用建筑；设计要点；抗震
中图分类号：TU391文献标识码： A
随着我国国民经济的提高，人们对生活质量的要求也越来越高，连带提高的还有我国国民的审美观以及环保意识，在这样的背景下，我国的钢结构得到迅速发展，被广泛的应用到商业住宅、工厂企业等各类建筑样式中，较之以过去的钢筋混凝土建筑，钢结构具有着无可比拟的优势，一些大型公用建筑在使用钢结构施工后，获得了较高的经济及社会效益，笔者就针对于公用建筑，对钢结构的设计要点及抗震做一下浅析。
一、钢结构公用建筑特点分析
钢结构公用建筑的特点在于它以钢构件组成建筑骨架，并在骨架上合理运用各种复合型材料，制成建筑的墙体、楼板等构件。
钢结构的设计工作要求其在设计前，设计人员对当地地质情况进行掌握，如土质结构、土质承载力以及地震带的分布等情况，只有了解这些之后才能对建筑结构基础的承载力进行计算，才能得出结构基础的构件尺寸及钢筋等材料的規格，对于处于地震多发的地区的钢结构建筑，基础筏板需要根据情况增加配筋，以达到良好的抗震效果。
由于钢结构具有施工速度快、稳定性能佳、经济性高的优点，其更适合用于高密度人群、空间跨度较大的公用建筑，但是假如在钢结构设计、选材及施工时未能按要求进行，则钢结构很难发挥其优越性，甚至还会造成结构局部的破坏导致结构整体倒塌。
二、钢结构的破坏形式
钢结构的抗震性能虽然远远高于传统的钢筋混凝土结构，但是其对设计及施工工艺的要求也严格的多，为保证钢结构整体的抗震性能，我们可根据其钢结构在历次地震中的破坏形式进行分类，并有针对性的采取措施：
2.1 结构坍塌
结构整体坍塌是地震对于钢结构最为严重的一种破坏形式，其发生坍塌的主因是由于楼层的屈服强度以及抗侧刚度，在结构高度上分布不均匀从而导致在结构中出现薄弱层，在地震作用力下，薄弱层首先受到破坏，从而导致结构的整体倒塌。因此，在设计时，要尽量合理设置结构中各楼层的屈服强度，并保证抗侧刚度在结构高度中的均匀分布。
2.2 节点破坏
节点破坏是钢结构建筑在地震中最为常见的一种破坏形式，钢结构构件的连接方式通常有高强螺栓连接或焊接连接两种，然而在实际施工中，很有可能会由于焊接不到位，焊缝出现缺陷，螺栓未拧紧等质量问题，从而造成结构应力过于集中于节点，在地震破坏作用下，对节点造成严重破坏。节点破坏一般表现为螺栓或焊缝部位断裂、型钢腹板断裂或加劲板扭曲变形等。
2.3 钢构件破坏
公用建筑的钢结构构件破坏一般有结构支撑失稳或破坏和柱体、梁体局部损坏两种，当结构体遭遇强烈地震时，结构的支撑构件会反复受到拉压作用，当这种作用里超过构件的受力极限使，就会产生支撑构件的失稳甚至破坏。而当这种作用力超过柱体、梁体的变形极限时，就会使柱体出现翼缘板屈曲、翼缝撕裂甚至出现水平裂缝或断裂等，梁体就会出现腹板屈曲、翼缘板屈曲甚至腹板开裂、扭曲等形式。
2.4与基础的锚固破坏 这种破坏形式，在地震对钢结构建筑作用中也经常出现，具体表现为钢结构与混凝土基础的锚固部位遭受破坏，例如地脚螺栓断裂、脱扣、混凝土基础破碎造成锚固无效、柱体底板断裂等形式。
三、钢结构公共建筑设计及抗震性能要点分析
针对以上钢结构建筑在地震作用中的破坏形式，我们对其破坏机理进行分析，并提出了在以后的钢结构建筑尤其是公用建筑的设计要点以及抗震性能的要点，以确保钢结构在现有的技术条件下施工的工程质量及抗震性能。
3.1 钢结构公共建筑的结构类型
合理的进行结构选型直接影响着建筑的抗震性能，所以在对公共建筑进行结构设计时，要综合考虑各种因素从而使设计方案更加完善，更加科学合理，在现阶段，我国钢结构公用建筑结构有以下几种：普通框架结构、巨型框架结构、简体结构、框架抗震墙板结构以及框架支撑结构几种。
3.2 钢结构公用建筑结构的布置原则 为保证建筑整体的抗震性能，减少结构体在地震中受到的破坏，钢结构公用建筑的结构布置也要遵循尽量保持结构对称、规则、无错层的原则，如果结构形式由于需要而过于复杂时，设计人员可根据工程实际设置合理的抗震缝，从而形成独立、可靠的抗侧力结构单元。通常钢结构建筑不宜设置抗震缝，这是因为钢结构的结构变形量远大于混凝土框架结构，但是如果必须设置时，应尽量将建筑整体分割为形状规则的抗震结构单元。
3.3 优化钢结构公用建筑的结构平面布置
为避免在地震作用力下，结构整体发生扭转造成应力过于集中导致局部削弱或形成结构的薄弱部位，所以，在进行建筑结构形式设计时，要尽量保证平面布置的简单、规则、对称，进而保证结构体的一体性。另外，还应尽量将各层的重心及刚心设置在同一条垂直线上，这样的设计可以尽量降低地震的扭转作用对结构体产生的影响，其次，钢结构公共建筑应尽量设置地下设施，因为地下室也能加强上部钢结构体系的稳定性，加强结构体的抗倾覆能力，并能有效减少建筑沉降，从而提高公用建筑整体的抗震性能。在进行地下室的设计时，应根据结构整体的形式加以设计，使其能够与上部结构相协调，并一定要结合当地的地质及水温条件来确定。
3.4 钢框架―混凝土剪力墙（核心筒）体系
钢框架―混凝土剪力墙（核心筒）体系在原有钢框架体系的基础上，为了增加结构的侧向刚度，防止侧向位移过大，按照整体刚度均匀的原则，设置部分剪力墙（核心筒），将框架和混凝土剪力（核心筒）二者结合起来，取长补短，组成了框架一混凝土剪力（核心筒）结构体系。钢筋混凝土剪力墙一方面可以抵抗水平荷载，并且能够大幅度地减小风荷载作用下的风振加速度，以减小人们的风振不舒适感。钢框架则采用钢框架或钢管混凝土框架，主要承受竖向荷载。
该体系的框架梁柱连接一般采用刚性连接，为了减小混凝土剪力墙平面外弯矩和因钢框架与混凝土墙轴向压缩变形差引起的内力，框架梁与混凝土墙可采用铰接，当整体刚度不满足规范要求时，也可以采用刚接。由于混凝土剪力墙的刚度较大，这种结构比钢框架结构的刚度和承载能力都有大大提高，在地震作用下层间变形减小，因而也就减小了非结构构件（隔墙及外墙）的损坏，这样无论在非地震区还是地震区，这种结构型式都可用来建造较高的高层建筑，在我国已有很多工程采用。但钢框架―混凝土剪力墙结构体系，在受力初期，其剪力墙刚度较高，在地震时则易于发生应力集中现象，导致出现大的斜向裂缝而引起脆性破坏。为防止这种现象发生，日本已研制出一种带缝剪力墙，它平时在风载作用或小震作用下处于弹性状态，可保证使用功能，而在大震时即进入塑性状态，能吸收大量地震能量，这时各壁柱能保证其承载能力，防止建筑物倒塌。
四、结束语
随着我国建筑行业的快速发展，钢结构的设计及施工越来越成熟，人们对钢结构的认可度也越来越高，许多的大型市政工程、影剧院、体育馆等公用建筑都开始将钢结构作为主要建筑形式，面对广阔的发展前景，相关的技术人员应积极探索，努力思考分析，使钢结构的设计及施工更加完善，从而保证钢结构公用建筑的质量安全，保证在地质灾害下的抗震性能。
参考文献
[1] 俞勤学，刘光明.钢结构在大型商业建筑工程中的应用实践[J]．新型建筑材料
[2] 牛培．浅谈钢结构在公用建筑设计中要点[J].城市建设理论研究，2011，
[3] 高春荣，齐雪研．钢结构在公用建筑设计中要点[J]．城市建设理论研究，2011
[4] 贾鸿飞，徐立辉．对多高层钢结构住宅抗震性能的分析[J].国防交通工程与技术，
[5] 蔡鹏飞.轻钢结构建筑抗震能力的设计思路及其特点[J].科技风
关键词：钢结构；公用建筑；设计要点；抗震
中图分类号：TU391文献标识码： A
随着我国国民经济的提高，人们对生活质量的要求也越来越高，连带提高的还有我国国民的审美观以及环保意识，在这样的背景下，我国的钢结构得到迅速发展，被广泛的应用到商业住宅、工厂企业等各类建筑样式中，较之以过去的钢筋混凝土建筑，钢结构具有着无可比拟的优势，一些大型公用建筑在使用钢结构施工后，获得了较高的经济及社会效益，笔者就针对于公用建筑，对钢结构的设计要点及抗震做一下浅析。
一、钢结构公用建筑特点分析
钢结构公用建筑的特点在于它以钢构件组成建筑骨架，并在骨架上合理运用各种复合型材料，制成建筑的墙体、楼板等构件。
钢结构的设计工作要求其在设计前，设计人员对当地地质情况进行掌握，如土质结构、土质承载力以及地震带的分布等情况，只有了解这些之后才能对建筑结构基础的承载力进行计算，才能得出结构基础的构件尺寸及钢筋等材料的規格，对于处于地震多发的地区的钢结构建筑，基础筏板需要根据情况增加配筋，以达到良好的抗震效果。
由于钢结构具有施工速度快、稳定性能佳、经济性高的优点，其更适合用于高密度人群、空间跨度较大的公用建筑，但是假如在钢结构设计、选材及施工时未能按要求进行，则钢结构很难发挥其优越性，甚至还会造成结构局部的破坏导致结构整体倒塌。
二、钢结构的破坏形式
钢结构的抗震性能虽然远远高于传统的钢筋混凝土结构，但是其对设计及施工工艺的要求也严格的多，为保证钢结构整体的抗震性能，我们可根据其钢结构在历次地震中的破坏形式进行分类，并有针对性的采取措施：
2.1 结构坍塌
结构整体坍塌是地震对于钢结构最为严重的一种破坏形式，其发生坍塌的主因是由于楼层的屈服强度以及抗侧刚度，在结构高度上分布不均匀从而导致在结构中出现薄弱层，在地震作用力下，薄弱层首先受到破坏，从而导致结构的整体倒塌。因此，在设计时，要尽量合理设置结构中各楼层的屈服强度，并保证抗侧刚度在结构高度中的均匀分布。
2.2 节点破坏
节点破坏是钢结构建筑在地震中最为常见的一种破坏形式，钢结构构件的连接方式通常有高强螺栓连接或焊接连接两种，然而在实际施工中，很有可能会由于焊接不到位，焊缝出现缺陷，螺栓未拧紧等质量问题，从而造成结构应力过于集中于节点，在地震破坏作用下，对节点造成严重破坏。节点破坏一般表现为螺栓或焊缝部位断裂、型钢腹板断裂或加劲板扭曲变形等。
2.3 钢构件破坏
公用建筑的钢结构构件破坏一般有结构支撑失稳或破坏和柱体、梁体局部损坏两种，当结构体遭遇强烈地震时，结构的支撑构件会反复受到拉压作用，当这种作用里超过构件的受力极限使，就会产生支撑构件的失稳甚至破坏。而当这种作用力超过柱体、梁体的变形极限时，就会使柱体出现翼缘板屈曲、翼缝撕裂甚至出现水平裂缝或断裂等，梁体就会出现腹板屈曲、翼缘板屈曲甚至腹板开裂、扭曲等形式。
2.4与基础的锚固破坏 这种破坏形式，在地震对钢结构建筑作用中也经常出现，具体表现为钢结构与混凝土基础的锚固部位遭受破坏，例如地脚螺栓断裂、脱扣、混凝土基础破碎造成锚固无效、柱体底板断裂等形式。
三、钢结构公共建筑设计及抗震性能要点分析
针对以上钢结构建筑在地震作用中的破坏形式，我们对其破坏机理进行分析，并提出了在以后的钢结构建筑尤其是公用建筑的设计要点以及抗震性能的要点，以确保钢结构在现有的技术条件下施工的工程质量及抗震性能。
3.1 钢结构公共建筑的结构类型
合理的进行结构选型直接影响着建筑的抗震性能，所以在对公共建筑进行结构设计时，要综合考虑各种因素从而使设计方案更加完善，更加科学合理，在现阶段，我国钢结构公用建筑结构有以下几种：普通框架结构、巨型框架结构、简体结构、框架抗震墙板结构以及框架支撑结构几种。
3.2 钢结构公用建筑结构的布置原则 为保证建筑整体的抗震性能，减少结构体在地震中受到的破坏，钢结构公用建筑的结构布置也要遵循尽量保持结构对称、规则、无错层的原则，如果结构形式由于需要而过于复杂时，设计人员可根据工程实际设置合理的抗震缝，从而形成独立、可靠的抗侧力结构单元。通常钢结构建筑不宜设置抗震缝，这是因为钢结构的结构变形量远大于混凝土框架结构，但是如果必须设置时，应尽量将建筑整体分割为形状规则的抗震结构单元。
3.3 优化钢结构公用建筑的结构平面布置
为避免在地震作用力下，结构整体发生扭转造成应力过于集中导致局部削弱或形成结构的薄弱部位，所以，在进行建筑结构形式设计时，要尽量保证平面布置的简单、规则、对称，进而保证结构体的一体性。另外，还应尽量将各层的重心及刚心设置在同一条垂直线上，这样的设计可以尽量降低地震的扭转作用对结构体产生的影响，其次，钢结构公共建筑应尽量设置地下设施，因为地下室也能加强上部钢结构体系的稳定性，加强结构体的抗倾覆能力，并能有效减少建筑沉降，从而提高公用建筑整体的抗震性能。在进行地下室的设计时，应根据结构整体的形式加以设计，使其能够与上部结构相协调，并一定要结合当地的地质及水温条件来确定。
3.4 钢框架―混凝土剪力墙（核心筒）体系
钢框架―混凝土剪力墙（核心筒）体系在原有钢框架体系的基础上，为了增加结构的侧向刚度，防止侧向位移过大，按照整体刚度均匀的原则，设置部分剪力墙（核心筒），将框架和混凝土剪力（核心筒）二者结合起来，取长补短，组成了框架一混凝土剪力（核心筒）结构体系。钢筋混凝土剪力墙一方面可以抵抗水平荷载，并且能够大幅度地减小风荷载作用下的风振加速度，以减小人们的风振不舒适感。钢框架则采用钢框架或钢管混凝土框架，主要承受竖向荷载。
该体系的框架梁柱连接一般采用刚性连接，为了减小混凝土剪力墙平面外弯矩和因钢框架与混凝土墙轴向压缩变形差引起的内力，框架梁与混凝土墙可采用铰接，当整体刚度不满足规范要求时，也可以采用刚接。由于混凝土剪力墙的刚度较大，这种结构比钢框架结构的刚度和承载能力都有大大提高，在地震作用下层间变形减小，因而也就减小了非结构构件（隔墙及外墙）的损坏，这样无论在非地震区还是地震区，这种结构型式都可用来建造较高的高层建筑，在我国已有很多工程采用。但钢框架―混凝土剪力墙结构体系，在受力初期，其剪力墙刚度较高，在地震时则易于发生应力集中现象，导致出现大的斜向裂缝而引起脆性破坏。为防止这种现象发生，日本已研制出一种带缝剪力墙，它平时在风载作用或小震作用下处于弹性状态，可保证使用功能，而在大震时即进入塑性状态，能吸收大量地震能量，这时各壁柱能保证其承载能力，防止建筑物倒塌。
四、结束语
随着我国建筑行业的快速发展，钢结构的设计及施工越来越成熟，人们对钢结构的认可度也越来越高，许多的大型市政工程、影剧院、体育馆等公用建筑都开始将钢结构作为主要建筑形式，面对广阔的发展前景，相关的技术人员应积极探索，努力思考分析，使钢结构的设计及施工更加完善，从而保证钢结构公用建筑的质量安全，保证在地质灾害下的抗震性能。
参考文献
[1] 俞勤学，刘光明.钢结构在大型商业建筑工程中的应用实践[J]．新型建筑材料
[2] 牛培．浅谈钢结构在公用建筑设计中要点[J].城市建设理论研究，2011，
[3] 高春荣，齐雪研．钢结构在公用建筑设计中要点[J]．城市建设理论研究，2011
[4] 贾鸿飞，徐立辉．对多高层钢结构住宅抗震性能的分析[J].国防交通工程与技术，
[5] 蔡鹏飞.轻钢结构建筑抗震能力的设计思路及其特点[J].科技风