高層鋼結構震害破壞不用怕,對癥下藥解決它!
相比普通鋼筋混凝土結構,鋼結構的震害往往要小得多,正是因為鋼結構具有很好的抗震性能,才很少發(fā)生整體破壞或倒塌現(xiàn)象。盡管如此,有時受焊接、冷加工等工藝技術以及外部環(huán)境等因素的影響,鋼材的性能也不免會受到影響,進而造成結構的破壞。根據(jù)鋼結構在歷次地震中破壞形態(tài)的研究和分析,發(fā)現(xiàn)高層鋼結構破壞形式無外乎以下幾種。
●結構倒塌
結構倒塌是地震中鋼結構破壞嚴重的形式。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(shù)和抗變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(xiàn)。
●節(jié)點破壞
節(jié)點破壞是地震中發(fā)生多的一種破壞形式。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(jié)點的設計和施工中,構造及焊縫存在缺陷,節(jié)點區(qū)就可能出現(xiàn)應力集中、受力小均的現(xiàn)象,在地震中很容易出現(xiàn)連接破壞。鋼結構梁柱節(jié)點可能出現(xiàn)的破壞現(xiàn)象主要表現(xiàn)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。
●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(wěn)以及梁柱局部破壞兩種。一是支撐的破壞與失穩(wěn)。當?shù)卣饛姸容^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(xiàn)破壞或失穩(wěn);二是梁柱局部破壞。對于框架柱,主要有翼緣屈曲、翼縫撕裂,甚至框架柱會出現(xiàn)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(tài)。
●基礎錨固破壞
鋼構件與基礎的錨固破壞主要表現(xiàn)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(fā)生多起,根據(jù)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(xiàn)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(xiàn),減少震害帶來的損失,多高層鋼結構房屋抗震設計須嚴格遵循有關規(guī)程進行。
毋庸置疑,鋼結構相比普通鋼筋混凝土結構具有無可比擬的抗震性,但是如若設計不當、維護保養(yǎng)不及時也非常有可能出現(xiàn)破壞的問題,為避免此類情況的發(fā)生,還望相關人員定要及時深入了解鋼結構破壞的常見形式及成因,并制定采取預防策略。