目前,钢结构普遍应用于各种类型的民用建筑中,在高层及超高层建筑中的应用则更为广泛。同混凝土结构相比,钢结构具有韧性好、强度与重量比高的优点,具有优越的抗震性能;但是,如果钢结构房屋在结构设计、材料选用、施工制作和维护上出现问题。则其优良的钢材特性将得不到充分的发挥,在地震作用下同样会造成结构的局面破坏或整体倒塌。
一、高层建筑发展概括 80年代,是我国高层建筑在设计计算及施工技术各方面迅速发展的阶段。各大中城市普遍兴建高度在100m左右或100m以上的以钢筋为主的建筑,建筑层数和高度不断增加,功能和类型越来越复杂,结构体系日趋多样化。比较有代表性的高层建筑有上海锦江饭店,它是一座现代化的高级宾馆,总高153.52m,全部采用框架一芯墙全钢结构体系,深圳发展中心大厦43层高165.3m,加上天线的高度共185.3m,这是我国第一幢大型高层钢结构建筑。进入90年代我国高层建筑的设计与施工技术进入了新的阶段。不仅结构体系及建筑材料出现多样化而且在高度上长幅很大有一个飞跃。深圳于1995年6月封顶的地王大厦,81层高,385.95m为钢结构,它居目前世界建筑的第四位。 二、高层钢结构震害现象及其原因分析 钢结构被认为具有卓越的抗震性能,在历次的地震中,钢结构房屋的震害要小于钢筋混凝土结构房屋。很少发生整体破坏或倒塌现象。尽管如此,由于焊接、连接、冷加工等工艺技术以及外部环境的影响,钢材材料的优点将受到影响。特别是因设计、施工以及维护不当,就很可能造成结构的破坏。根据钢结构在历次地震中的破坏形态,可能破坏形式分为以下几类:
结构倒塌是地震中结构破坏最严重的形式。造成结构倒塌的主要原因是结构薄弱层的形成,而薄弱层的形成是由于结构楼层屈服强度系数和抗变4刚度沿高度分布不均匀造成的。这就要求在设计过程中应尽量避免上述不利因素的出现。 4、基础锚固破坏
三、抗震设计基本要求 1、钢结构房屋结构类型 常见的钢结构房屋的结构体系有框架结构、框架一支援结构、框架一抗震墙板结构、简体结构以及巨型框架结构等。钢结构房屋的抗震性能的优劣取决于结构的选型,进行实际工程设计时,需要综合考虑多种因素进行方案的优化,在优化过程中确定其适宜的结构体系。 抗震设计的一般方法 钢材基本属于各向同性的均质材料,且质轻高强、延性好,是一种很适合于建筑抗震结构的材料,在地震作用下,高层钢结构房屋由于钢材材质均匀,强度易于保证,所以结构的可靠性大;轻质高强的特点使得钢结构房屋的自重轻,从而所受地震作用减小;良好的延性使结构在很大的变形下仍不致倒塌,从而保证结构在地震作用下的安全性。但是,钢结构房屋如果设计和制造不当,在地震作用下,可能发生构件的失稳和材料的脆性破坏或连接破坏,使钢材的性能得不到充分发挥,造成灾难性后果。因此高层钢结构房屋的抗震设计就显得非常重要和必要。
在选择建筑场地时,应根据工程需要,掌握地震活动情况和工程地质的有关资料,对建筑场地做出综合评价。宜选择对建筑抗震有利的地段,如开阔平坦的坚硬场地土或密实均匀的干硬场地土等地段,避开对建筑抗震不利的地段,如软弱场地土、易液化土、条状突出的山嘴、高耸孤立的山丘,非岩质的陡坡、采空区、河岸和边坡边缘等地段。 1/2 12下一页尾页 |