抗震ch6-.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第6章,多高层建筑,钢结构,抗震设计,1,6.1 多高层钢结构的主要震害特征,本章所介绍的钢结构房屋，仅指结构体系的,主要承重构件都是钢结构构件的房屋，或称全钢,结构房屋。,由于钢材韧性好、强度与重量比高，一般来,说，钢结构房屋的抗震性能优于用其他传统建筑,材料建造的房屋。,但是如果钢结构房屋在结构设计、材料选用、,施工制作和维护上出现问题，在地震中同样会造,成破坏。,2,6.1 多高层钢结构的主要震害特征,唐山地震中对钢厂的震害调查结果,总面积3.67万m2的钢结构厂房，没有倒塌和严重,破坏，中等破坏占9.3%；总面积4.06万m2的钢筋混凝,土房屋，倒塌和严重破坏占23.2，中等破坏47.9%；,总面积4.06万m2的砌体房屋，倒塌和严重破坏41.2，,中等破坏占20.9%。,多高层钢结构在地震中的破坏形式主要有三种：,1.节点连接破坏;2.板件破坏；3.结构倒塌。,3,6.1 多高层钢结构的主要震害特征,一、节点连接破坏,1.,支撑连接破坏,图 圆钢支撑连接的破坏,图 角钢支撑连接的破坏,节点板的屈曲,4,6.1 多高层钢结构的主要震害特征,2.,梁柱连接破坏,一、节点连接破坏,图 美国Northridge地震,日本阪神地震,5,6.1 多高层钢结构的主要震害特征,2.,梁柱连接破坏,一、节点连接破坏,震害调查发现，梁柱连接的破坏大多数发生在梁的,下翼缘,处，而上翼缘的破坏要少得多。,可能的原因：,1.楼板与梁共同变形导致下翼缘应力增大,2.下翼缘在腹板位置焊接的中断是一个显著的焊缝缺陷,的来源。,6,震后观察到的在梁柱焊缝连接处的失效模式,1.美国Northridge地震,7,8,6.1 多高层钢结构的主要震害特征,2.,梁柱连接破坏,一、节点连接破坏,梁柱刚性连接裂缝或断裂破坏的原因（4点）：,1）焊缝缺陷,2）三轴应力,这些缺陷将成为裂缝开展直至断裂的起源,梁柱连接的焊缝变形由于受到梁和柱约束，,施焊后焊缝残存三轴拉应力，使材料变脆,。,如裂纹、欠焊、夹渣和气孔等,9,6.1 多高层钢结构的主要震害特征,2.,梁柱连接破坏,一、节点连接破坏,3）构造缺陷,出于焊接工艺的要求，梁翼缘与柱连接处设有衬板，,实际工程中衬板在焊接后就留在结构上，这样 衬板与柱,翼缘之间就形成一条“,人工,”裂缝，成为 连接裂缝发展,的起源。,4）焊缝金属冲击韧性,低的冲击韧性使得连接很易产生脆性破坏，成为引,发节点破坏的重要因素.,10,二、,构件破坏,多高层建筑钢结构构件破坏的主要形式有,1.支撑压屈,支撑在地震中所受的压力超过其屈,曲临界力时，即,压屈破坏,梁或柱在地震作用下反复受弯，,在弯矩最大截面处附近由于过度弯曲,可能发生翼缘局部失稳破坏,2.梁柱局部失,稳,支撑压曲,梁柱局部失稳,11,6.1 多高层钢结构的主要震害特征,1.,支撑压屈,二、构件破坏,屋面支撑的失稳,柱间支撑的屈曲导致框架破坏,12,6.1 多高层钢结构的主要震害特征,2.,梁柱局部失稳,二、构件破坏,梁柱局部失稳,梁或柱在地震作用,下反复受弯，在弯矩最,大截面处附近由于过度,弯曲可能发生翼缘局部,失稳破坏。,13,6.1 多高层钢结构的主要震害特征,3.,柱水平裂缝或断裂破坏,二、构件破坏,支撑的局部失稳与柱的断裂,14,6.1 多高层钢结构的主要震害特征,三、结构倒塌,1.,结构倒塌是地震中结构破坏最严重的形式,钢结构建筑尽管抗震性,能好，但在地震中也有倒塌,发生。,2.,结构倒塌的原因,主要原因是出现薄弱层。,柱间支撑的屈曲导致框架破坏,15,6.1 多高层钢结构的主要震害特征,四、非结构构件破坏,钢结构本身因其有较大的 承载能力和变形能力，,因此在大地震中并未发生破坏，但连接在结构构件上,的,墙板、楼面板、屋面板或者窗、门等非结构构件,可,能遭受破坏。,非结构构件的破坏，,原因之一是这些构件本身强,度不够，或者是其变形追随性较差,，也可能是由于,连,接失效,所致。,16,6.1 多高层钢结构的主要震害特征,四、非结构构件破坏,屋面板(檩条)的破坏,楼梯梯段的破坏,17,