建筑结构与抗震全套配套课件陈文元ppt钢结构震害分析.ppt

主讲 四川建筑职业技术学院工学博士,钢结构震害分析,2015.11,陈文元,,强度高、延性好、重量轻、抗震性能好,钢结构特性：,震害举例及比较,1985年墨西哥城地震中钢结构和钢筋混凝土结构的破坏情况,总体来说，在同等场地、烈度条件下， 钢结构房屋的震害较钢筋混凝土结构房屋的震害要小,钢结构震害分析,1978年日本宫城县远海地震（里氏7.4级）,1978年日本宫城县远海地震钢结构建筑破坏类型统计,,,支撑连接更易遭受地震破坏,,Ⅱ级：支撑连接出现裂 纹，但没有不可 恢复的屈曲变形,Ⅲ级：出现小于1/30 层高的永久 层间变形,Ⅳ级：出现大于1/30 层高的永久 层间变形,Ⅴ级：倒塌或无法 继续使用,多高层钢结构在震害中的破坏形式有三种： 1）节点连接破坏； 2）构件破坏； 3）结构倒塌破坏,钢结构震害分析,一、节点连接破坏,1.支撑连接破坏,圆钢支撑连接的破坏,角钢支撑连接的破坏,钢结构震害分析,轻钢门式刚架柱间交叉系杆花篮螺丝破坏,2.梁柱连接破坏,美国Northridge地震,日本阪神地震,钢结构震害分析,钢结构震害分析,,钢结构震害分析,梁柱节点震害梁焊缝断裂,钢结构震害分析,,,梁柱节点震害梁螺栓破坏,钢结构震害分析,,钢结构震害分析,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,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钢结构震害分析,基础锚固破坏,钢结构震害分析,,基础锚固破坏,钢结构震害分析,梁柱刚性连接裂缝或断裂破坏的原因 ：,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,钢结构震害分析,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,图 “人工”裂缝,钢结构震害分析,2）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,支撑压曲,钢结构震害分析,斜撑受压屈曲,钢结构震害分析,,斜撑在节点处受拉断裂,钢结构震害分析,,某厂房柱间支撑屈曲 汶川地震,某厂房柱间支撑屈曲,钢结构震害分析,某厂房柱间支撑屈曲,,,钢结构震害分析,厂房柱间支撑节点板破坏,某厂房屋架支撑严重破坏,钢结构震害分析,某车间屋架支撑严重破坏,,钢结构震害分析,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,1 翼缘屈曲 2 腹板屈曲 3 腹板裂缝 4 截面扭转屈曲,钢结构震害分析,母材的断裂,支撑处的断裂,1995年日本阪神地震位于阪神地震区芦屋市海滨城的52栋高层钢结构住宅，有57根钢柱发生断裂，其中13根钢柱为母材断裂，7根钢柱在与支撑连接处断裂，37根钢柱在拼接焊缝处断裂。

3. 柱水平裂缝或断裂破坏,钢结构震害分析,钢栈桥的局部屈曲,钢结构震害分析,3）结构倒塌,钢结构震害分析,钢结构震害分析,Pino Suarez building 墨西哥城,车间围护墙倒塌,钢结构震害分析,谢 谢,2015.11,。