浅谈长沙钢结构抗震优点
一、 钢结构的震害特征
发现钢结构之间的震害特征,有助于钢结构更好的防震,在钢结构的破害处发现特点,然后防备与它,就可以在碰到严重自然灾祸的状况(例如地震,以及地震引起的一系列灾祸)减少人员的伤亡。现在现已了解的震害特征列举如下:
(一)、钢结构的节点损坏
首要有两种节点衔接损坏,一种是支撑衔接损坏,另一种是梁柱衔接损坏,从1978年日本宫城县远海地震(里氏7.4级)所形成的钢结构修建损坏状况看,支撑衔接更易遭受地震损坏。
1994年美国Northridge地震和1995年日本阪神地震形成了很多梁柱刚性衔接损坏,震害查发现,梁柱衔接的损坏大多数产生在梁的下翼缘处,而上翼缘的损坏要少得多。这可能有两种原因: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止是一个明显的焊缝缺点的来历。
梁柱刚性衔接裂缝或开裂损坏的原因有:1)焊缝缺点,如裂纹、欠焊、夹渣和气孔等。2)三轴应力影响。剖析表明,梁柱衔接的焊缝变形因为受到梁和柱约束,施焊后焊缝残存三轴拉应力,使资料变脆。3)结构缺点。出于焊接工艺的要求,梁翼缘与柱衔接处设有垫板,实际工程中垫板在焊接后就留在结构上,这样垫板与柱翼缘之间就形成一条“人工”裂缝,成为衔接裂缝发展的起源。
(二)、钢结构的构件损坏
因为钢结构具有强度高、抗震功能好、结构自重小的长处,所以现在钢结构首要应用于多层修建、高层修建、高层修建的结构结构,这里阐明下多高层修建的构件损坏的首要方式:
1)支撑压屈。在地震时支撑所受的压力过其委曲临界力时,即产生压屈损坏。
2)梁柱部分失稳。梁或柱在地震效果下反复受弯,在弯矩大截面处邻近因为过度曲折可能产生翼缘部分失稳损坏
3)柱水平裂缝或开裂损坏。1995年日本阪神地震中,坐落阪神地震区芦屋浜的52栋高层钢结构住所,有57根钢柱产生水平裂缝损坏。剖析原因以为,竖向地震使柱中出现动拉力,因为应变速率高,使资料变脆,加上截面弯矩和剪力的影响,形成柱水平开裂。
(三)、钢结构的全体崩塌
这个是结构损坏中严重的损坏,不过有的可以人为的预防,例如下大雪的时候,要及时的铲雪,尤其是钢结构的大棚。
二、 钢结构的抗震结构技能规划
在钢结构防火技能要求规范中,有如下几种技能可使钢结构在本身抗震的基础上坚持更好的功能。
(一)、纯结构结构
1)纯结构宜规划成强柱弱梁型
2)工字形截面柱和箱形截面柱的节点域验算
3)在柱与梁衔接处,柱应设置与上下翼缘位置对应的加劲肋。
4)梁与柱衔接的抗弯承载力,不得小于梁的塑性弯矩和节点域屈从时的梁端弯矩的较小值。
5)为避免梁端与柱的衔接处产生脆性损坏,可利用“强节点弱杆件”的抗震规划概念,将梁端邻近截面部分削弱。试验证明,基于上述思维的梁端狗骨式规划具有优胜的抗震功能,可将结构的屈从控制在削弱的梁端截面处。
(二)、中心支撑结构
1)抗震设防的中心支撑结构宜选用十字交叉斜杆、单斜杆人字形斜杆或V形斜杆系统,不得选用K形斜杆系统。当选用只能受拉的单斜杆系统时,应同时设不同倾斜方向的两组单斜杆,且每层中不同方向单斜杆的截面面积在水平方向的投影面积之差不得大于10%。
2)人字形和V形支撑斜杆受压委曲后,使横梁产生较大变形,并使系统的抗剪能力产生较大退化。有鉴于此,在核算地震效果下人字形支撑和V形支撑的斜杆内力时其地震效果规范值应乘以增大系数1.5,以进步斜杆的承载力。
3)支撑杆件长细比,对于多层钢结构,当按6度或7度抗震设防时不该大于150;按8度或9度抗震设防时不该大于120;对于高层钢结构,当按6度或7度抗震设防时不该大于120;按8度抗震设防时不该大于90;按9度抗震设防时,不该大于60。fy以N/mm2为单位。
4)支撑斜杆宜选用双轴对称截面。当选用单轴对称截面时(例如双角钢组合T形截面),应采取避免绕对称轴委曲的结构办法。
(三)、偏疼支撑结构
1)偏疼支撑结构的抗震规划应确保罕遇地震下结构的屈从产生在偏疼梁段上,因此要求结构柱的承载力和支撑的承载力高于偏疼梁段的承载力。偏疼梁段的屈从方式有两种,一种是剪切屈从型,另一种是曲折屈从型。试验和剖析表明,剪切屈从型偏疼梁段支撑结构的刚度和承载力较大,延性和耗能功能较好,抗震规划时,偏疼梁段宜规划成剪切屈从型。
2)为确保在塑性变形过程中偏疼梁段的腹板不产生部分委曲,应按下列规定在梁腹板两边设置横向加劲肋:
①梁在与偏疼支撑衔接处应设加劲肋。
②在距消能梁段端部bf处,应设加劲肋。bf为消能梁段翼缘宽度。
③偏疼消能中部应设加劲肋,加劲肋间距应根据消能梁段长度确定。
钢结构职业一般分为轻型钢结构、高层钢结构、住所钢结构、空间钢结构和桥梁结构五大子类,钢结构在各项工程建设中的应用极为广泛,如钢桥、钢厂房、钢闸门、各种大型管道容器、高层修建和塔轨机构等。