鋼結(jié)構(gòu)房屋抗震設(shè)計講義三

ChapterEIGHT鋼結(jié)構(gòu)房屋抗震設(shè)計概述

本章所介紹的鋼結(jié)構(gòu)房屋，僅指結(jié)構(gòu)體系的主要承重構(gòu)件都是鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的房屋，或稱全鋼結(jié)構(gòu)房屋。由于鋼材韌性好、強度與重量比高，一般來說，鋼結(jié)構(gòu)房屋的抗震性能優(yōu)于用其他傳統(tǒng)建筑材料建造的房屋。但是如果鋼結(jié)構(gòu)房屋在結(jié)構(gòu)設(shè)計、材料選用、施工制作和維護上出現(xiàn)問題，在地震中同樣會造成破壞。鋼結(jié)構(gòu)房屋震害

在過去發(fā)生的大地震中，觀察到的鋼結(jié)構(gòu)房屋控害現(xiàn)象大體可以分為：桿件破壞節(jié)點破壞結(jié)構(gòu)整體破壞非結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞1.鋼結(jié)構(gòu)桿件破壞這是采用張緊圓鋼的屋面交叉水平支撐，在反復(fù)拉壓作用下，支撐發(fā)生了失穩(wěn)，圖中可以觀察到桿件的彎曲。這是1995年日本兵庫縣南部大地震中在高層鋼結(jié)構(gòu)住宅中發(fā)生的破壞：梁、柱、支撐的節(jié)點近旁，箱形截面柱子斷裂，H形支撐的端部則發(fā)生局部失穩(wěn)。圖中可以觀察到絎架下弦桿的破斷。2.節(jié)點勺破壞梁與墊柱于炮相連收的焊凡縫發(fā)勞生斷脆裂柱子可加勁笑肋板府在節(jié)其點處萍的斷仇裂圓管劇絎架禍節(jié)點禿板彎惡折屈砌曲鋼結(jié)擋構(gòu)整波體徹軟底坍奔塌的綱實例角較少民。圖示閉結(jié)構(gòu)辱的層濫間變真形，小是因金為支幫撐結(jié)軌構(gòu)破攻壞后騎，框砍架因苦產(chǎn)生囑塑性拉鉸而性形成撒機構(gòu)駁造成尚的體潔系破教壞。3.非結(jié)瓶構(gòu)構(gòu)漠件破淹壞鋼結(jié)害構(gòu)本恰身因倘其有員較大跌的承原載能黑力和好變形潑能力答，因黑此在關(guān)大地溪震中錢并未鴉發(fā)生促破壞姐，但坦連接武在結(jié)促構(gòu)構(gòu)妥件上勺的墻瞞板、絨樓面菊板、披屋面崖板或事者窗喝、門衡等非昂結(jié)構(gòu)緣瑞構(gòu)件較可能榜遭受逼破壞浪。非結(jié)旗構(gòu)構(gòu)茂件的王破壞撐，原閘因之供一是畝這些友構(gòu)件本身題強度媽不夠，或返者是裝其變形桂追隨紐奉性較暴差，也欺可能至是由藍于連接筍失效所致賠。如果狹房屋允非常禁重要彼，不丑允許防發(fā)生亞任何遵破壞坐，可態(tài)以使篇結(jié)構(gòu)口在預(yù)研期的插地震委作用億了保檢持在嗚性范疫圍內(nèi)貌。但是棋對大貍多數(shù)青的房窯屋結(jié)洗構(gòu)的諷抗震堤設(shè)計典而言毫，因述受到符經(jīng)濟滑條件讓、使漠用條博件等恩的限秀制，畫這種欲要求素未必著合理譯。充分歸利用凡鋼結(jié)骨構(gòu)構(gòu)各件及銅其體好系良沙好的似塑性淘性能伸，使掙得房洪屋建愧筑在糾罕遇滑地震秩作用慎下保壯持結(jié)忌構(gòu)整弄體的羊穩(wěn)定西性，皆避免抽倒塌絨，在冤現(xiàn)時陜條件屑下是僻可以舊接受鳥的一輛種設(shè)墻計目師標(biāo)。鋼結(jié)故構(gòu)體棍系的講塑性恐性能一個超靜定的框架結(jié)構(gòu)若承受單向作用的水平分布荷載，即使若干梁已經(jīng)達到其承載上限，只要結(jié)構(gòu)整體還有足夠多的贅余度，結(jié)構(gòu)整體還能穩(wěn)定承載（圖8.4）。框架辯結(jié)構(gòu)醫(yī)的延次性系井?dāng)?shù)可填以和殖桿件慚的延京性系惱數(shù)一后樣的準(zhǔn)方法羨來定制義：族應(yīng)極莖限承惕載力膽的側(cè)儀向位采移和孤彈性皆側(cè)向幟位移捧限值掏之比衰稱為舅鋼梁披的延盲性系皮數(shù)，敬建筑蒜鋼結(jié)產(chǎn)構(gòu)中頁桿件硬的延盞性系執(zhí)數(shù)一艙般可建達到2～5或者滾更大圣。。顯然會桿件占或結(jié)炸構(gòu)的均延性鐮系數(shù)殼越大羞，則顫在超方出彈攤性范鼓圍后煎，可斧以利佩用的蕩承載肺潛力蜘就越煙大。對大揪多數(shù)覺鋼結(jié)窯構(gòu)房論屋建忌筑來巨說，槍結(jié)構(gòu)能抗震亡設(shè)計紹的重陪要任燃務(wù)，殃是要沿求在蘋多遇券地震假時，費結(jié)構(gòu)薪（包壞括其邁主要浩承重嘩桿件妹）能去保持秒在彈高性范紐奉圍內(nèi)摸或基喊本保攜持在指彈性答范圍火；在遭尸遇設(shè)朱計預(yù)請期的打罕遇密地震妙時，毅結(jié)構(gòu)鋼整體菜的受刮力不淡超過閉其極釀限承擊載力望，從鉛而保茅持結(jié)燙構(gòu)的泛穩(wěn)定孝。要達斧到這東一目佛標(biāo)，秧就需錯從體爐系布耳置、訊桿件妹設(shè)計丹、節(jié)里點構(gòu)很造等定各方全面予竭以全扯盤考恥慮。適用檢于抗郊震設(shè)折防地城區(qū)的絡(luò)多高鞋層鋼燭結(jié)構(gòu)慨民用釋建筑蒼的結(jié)場構(gòu)，切有：框架臺結(jié)構(gòu)框架洗－支鍛撐結(jié)晚構(gòu)框架柜－抗檢震墻苦板結(jié)堡構(gòu)框筒純結(jié)構(gòu)筒中具筒結(jié)掘構(gòu)成束魚簡結(jié)辱構(gòu)桁架革筒結(jié)筒構(gòu)巨型浴結(jié)構(gòu)臂。高層垂鋼結(jié)霉構(gòu)民班用建圓筑的催結(jié)構(gòu)刺體系鋼結(jié)擴構(gòu)體賭系抗五震設(shè)柔計的茅布置鴉要求1．鋼合結(jié)構(gòu)傅民用區(qū)建筑旗最大超高度顫的限緞制不同債類型脆的結(jié)候構(gòu)體展系在幼不同責(zé)設(shè)防稼烈度飽的最牛大建暮筑高售度應(yīng)尾符合《抗震潑規(guī)范》的規(guī)護定注：表中陵房屋套高度御指室昆外地釋面到猾主要剩屋面書板板遵頂?shù)乃{高度該。平館面和角豎向掠不規(guī)動則或育建造肉于IV類場贈地的泉鋼結(jié)酬構(gòu)房余屋，跨適用爽的最峽大高油度應(yīng)譽適當(dāng)誘降低尊。2.鋼結(jié)巨構(gòu)民后用建管筑最灑大高厚寬比嬌的限炊制因建妙筑可派能承駐受各蹲方向籮的水底平地逗震作亡用，年故高擺寬比碼指房降屋總掃高度悔與平擴面較將小寬乏度之帽比。房屋臉高寬仔比過猜大，斜則結(jié)側(cè)構(gòu)體倒系較感柔，唯在地卷震作貼用下添的側(cè)提移較旗大?！犊拐鹕ひ?guī)范》規(guī)定拖鋼結(jié)營構(gòu)民黨用建傻筑最存大高津?qū)挶劝Σ灰撕Τ^澤表8.塑2的數(shù)廢值。3．設(shè)臂置防狼震縫冶的規(guī)權(quán)定鋼結(jié)御構(gòu)房坡屋宜舉避免床采用痰不規(guī)濫則建將筑結(jié)誰構(gòu)方連案，薦不設(shè)頃防震功縫。層需要誘設(shè)防棒震縫他時，漸參照病對應(yīng)鵝的鋼惱筋混撞凝土么框架憲結(jié)構(gòu)佩、框騎架－臘抗震盡墻結(jié)奔構(gòu)，具將抗稈震縫究寬度死放大1.胃5倍。4．結(jié)施構(gòu)體熱系的析選用閱和布膨置鋼結(jié)服構(gòu)布拼置時繪，要創(chuàng)考慮汁多道客防線飾問題精，即偽對于猛罕遇飛地震霉下允裁許開驕展塑應(yīng)性和吸局部躲損傷碎的結(jié)出構(gòu)，搭應(yīng)考?xì)g慮在份大地街震造畏成結(jié)夾構(gòu)損居傷之充后，血結(jié)構(gòu)濃仍能堅維持壯系統(tǒng)能的整環(huán)體穩(wěn)較定性趟、支婦承其視上的振重力落荷載哄而不衫倒塌父。在框主架結(jié)永構(gòu)中宅，一畜般希罩望梁亮端發(fā)玩展塑肚性、愧形成餐塑性圍鉸。因為在多高層框架體系中，若形成如左圖所示的梁破壞機制，結(jié)構(gòu)耗散的能量顯然遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于右圖所示的柱端塑性鉸破壞機制。后者逃僅在凈結(jié)構(gòu)椒的某蹈一薄爛弱層仰中實蝕現(xiàn)能趴量耗杜散。由于農(nóng)柱子御是支餃承重東力荷俗載使胃結(jié)構(gòu)號免于旋倒塌厚的最狂重要說的構(gòu)河件。膀因此永框架夜結(jié)構(gòu)益中梁謀的抵嫂抗機圈制就剛是結(jié)敞構(gòu)的釣第一別道抗戴震防丙線。在框胖架中妨心支氣撐結(jié)鼻構(gòu)中匠，因扮為支貪撐剛折度大振于柱惠子的粘側(cè)向膊剛度頂，遭備遇地徐震時乘，首精先承蓋受較鏟大的蝕水平紗剪力光，支禾撐失逗穩(wěn)后頸，才已有較各大的斗水平干力轉(zhuǎn)昌移到倆鋼柱叼上，宇所以組支撐聰就是森框架泉－中管心支秒撐結(jié)拆構(gòu)的丘第一誤道抗這震防譯線?？拐鸸υO(shè)計巾對桿丑件的的構(gòu)造汁要求1.柱子捏長細(xì)休比框架柱的長細(xì)比應(yīng)符合表8.3的規(guī)定