钢结构建筑墙体抗震解决方案
在建筑结构中,钢结构具有抗震性能高﹑工业化生产程度高﹑施工周期短﹑节能环保﹑便于运输﹑施工速度快﹑延展性好等优点,特别是钢结构建筑所具有的延展性可以衰减地震波,减少地震对建筑的破坏性基于钢结构建筑的突出优点。对钢结构建筑,要了解钢结构的震害及其特点,钢结构的加固以及钢结构的抗震设计,要体现大震不倒﹑小震不坏的抗震设计目标。
钢结构建筑的震害特点
钢结构的震害主要有节点连接的破坏﹑构件的破坏以及结构的整体倒塌三种形式。
一、节点连接的破坏
1、框架梁柱节点区的破坏原因
1)焊缝金属冲击韧性低;
2)焊缝存在缺陷,特别是下翼缘梁端现场焊缝中部,因腹板妨碍焊接和检查,出现不连续;
3)梁翼缘端部全熔透坡口焊的衬板边缘形成人工缝,在竖向力作用下扩大;
4)梁端焊缝通过孔边缘出现应力集中,引发裂缝,向平材扩展;
5)裂缝主要出现在下翼缘,是因为梁上翼缘有楼板加强,且上翼缘焊缝无腹板妨碍施焊。
2、支撑连接的破坏
在多次地震中都出现过支撑与节点板连接的破坏或支撑与柱的连接的破坏。采用螺栓连接的支撑破坏形式,包括支撑截面削弱处的断裂﹑节点板端部剪切滑移破坏﹑以及支撑杆件螺孔间剪切滑移破坏。
二、构件的破坏
在框架-支撑结构中,这种破坏形式是非常普遍的现象。支撑杆件可近似看成两端简支轴心受力构件,在风荷载和多遇地震作用下,保持弹性工作状态,只要设计得当,一般不会失去整体稳定。在罕遇地震作用下,中心支撑构件会受到巨大的往复拉压作用,一般都会发生整体失稳现象,并进入塑性屈服状态,耗散能量。但随着拉压循环次数的增多,承载力会发生退化现象,支撑在压力作用下一旦失去稳定,就会变成压弯杆,载力迅速下降,并在杆中央部位形成塑性铰当随后承受拉力作用时,由于存在残余的塑性弯曲变形,受拉刚度很小,只有形成反向塑性铰后,支撑的抗拉刚度才逐渐恢复,直至全截面受拉屈服长细比大的支撑,整体失稳后的承载力退化要比长细比小的严重得多。
三、结构的倒塌破坏
1985年墨西哥大地震中,墨西哥市的PinoSuarez综合大楼的3个22层的钢结构塔楼之一倒塌,其余2栋也发生了严重破坏,其中1栋已接近倒塌。这3栋塔楼的结构体系均为框架支撑结构分析表明,塔楼发生倒塌和严重破坏的主要原因之一,是由于纵横向垂直支撑偏位设置,导致刚度中心和质量重心相距太大,在地震中产生了较大的扭转效应,致使钢柱的作用力大于其承载力,引发了3栋完全相同的塔楼的严重破坏或倒塌由此可见,规则对称的结构体系对抗震将十分有利。
松本绿色解决钢结构建筑外围护防水、防渗理念
--【多重阻隔原理】
解决抗震、抗风压的问题关键是结构连接
由于考虑到钢材的柔性特性,对气候的热胀冷缩变化及风力风向摆动的不规则性,如何确保墙体和结构的相对独立和整体稳定性
1.墙体和钢结构连接采取专用连接机构进行有效的刚性、柔性连接
2.连接方式:栓接、铆接、焊接、铰接、销接
钢结构建筑墙体抗震解决方案案例:
广州国际金融中心(西塔)
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