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高層鋼結構震害現象及其原因分析

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高層鋼結構震害現象及其原因分析

2020-03-03

鋼結構被認為具有卓越的抗震性能,在歷次的地震中,鋼結構房屋的震害要小于鋼筋混凝土結構房屋。很少發生整體破壞或倒塌現象。盡管如此,由于焊接、連接、冷加工等工藝技術以及外部環境的影響,鋼材材料的優點將受到影響。特別是因設計、施工以及維護不當,就很可能造成結構的破壞。根據鋼結構在歷次地震中的破壞形態,可能破壞形式分為以下幾類。

一、 結構倒塌

  結構倒塌是地震中結構破壞最嚴重的形式。造成結構倒塌的主要原因是結構薄弱層的形成,而薄弱層的形成是由于結構樓層屈服強度系數和抗變4剛度沿高度分布不均勻造成的。這就要求在設計過程中應盡量避免上述不利因素的出現。

二、 節點破壞

  節點破壞是地震中發生最多的一種破壞形式。剮性連接的結構構件一般采用鉚接或焊接形式連接。如果在節點的設計和施工中,構造及焊縫存在缺陷,節點區就可能出現應力集中、受力小均的現象,在地震中很容易出現連接破壞。梁柱節點可能出現的破壞現象主要表現為:鉚接斷裂,焊接部位位脫,加勁板斷型、屈曲,腹板斷裂、屈曲等。

鋼結構.jpg

三、 構件破壞

  在以往所有地震中,多高層建筑鋼結構構件破壞的主要形式有支撐的破壞與失穩以及梁柱局部破壞兩種。支撐的破壞與失穩。當地震強度較大時,支撐承受反復拉壓的軸向力作用,一旦壓力超出支撐的屈曲臨界力時,就會出現破壞或失穩。梁柱局部破壞。對于框架柱,主要有翼緣屈曲、翼縫撕裂,甚至框架柱會出現水平裂縫或斷裂破壞。對于框架梁,主要有翼緣屈曲、腹板屈曲和開裂、扭轉屈曲等破壞形態。

四、基礎錨固破壞

  鋼構件與基礎的錨固破壞主要表現為柱腳處的地腳螺栓脫開、混凝土破碎導致錨固失效、連接板斷裂等,這種破壞形式曾發生多起,根據對上述鋼結構房屋震害特征的分析可知,盡管鋼結構抗震性能較好,但在歷次的地震中,也會出現不同程度的震害。究其原因,元素是和結構設計、結構構造、施工質量、材料質量、日常維護等有關,為了預防以上震害的出現,減輕震害帶來的損失,多高層鋼結構房屋抗震設計必須嚴格遵循有關規程進行。

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