6-1 多高层钢结构的主要震害特征

6．1．2 构 件 破 坏
多高层建筑钢结构构件破坏的主要形式有： 1)支撑压屈。在地震时支撑所受的压力超过其屈 曲临界力时，即发生压屈破坏(图6-5)。 2)梁柱局部失稳。梁或柱在地震作用下反复受弯， 在弯矩最大截面处附近由于过度弯曲可能发生翼 缘局部失稳破坏(图6-6)。 3)柱水平裂缝或断裂破坏。1995年日本阪神地震 中，位于阪神地地震区芦屋浜的52栋高层钢结构 住宅，有57根钢柱发生水平裂缝破坏(图6-7)。 分析原因认为，竖向地震使柱中出现动拉力，由 于应变速率高，使材料变脆，加上截面弯矩和剪 力的影响，造成柱水平断裂。
6．1．3 结 构 倒 塌
结构倒塌是地震中结构破坏最严重的形式。钢 结构建筑尽管抗震性能好，但在地震中也有倒 塌事例发生。表6-3是阪神地震中某地区钢结 构房屋震害情况。 钢结构房屋在地震中严重破坏或倒塌与结构抗 震设计水平关系很大。1957年和1976年，墨 西哥结构设计规范分别进行过较大的修订， 1971年是日本钢结构设计规范修订的年份， 1982年是日本建筑标准法实施的年份。从表61和表6-3知，由于新设计规范采纳了新研究成 果，提高了结构抗震设计水平，在同一地震中 按新规范设计建造的钢结构房屋倒塌的数量就 要比按老规范设计建造的少得多。wenku.baidu.com
6．1．1 节点连接破坏
梁柱刚性连接裂缝或断裂破坏的原因有： 1)焊缝缺陷，如裂纹、欠焊、夹渣和气孔等。 这些缺陷将成为裂缝开展直至断裂的起源。 2)三轴应力影响。分析表明，梁柱连接的焊缝 变形由于受到梁和柱约束，施焊后焊缝残存三 轴拉应力，使材料变脆。 3)构造缺陷。出于焊接工艺的要求，梁翼缘与 柱连接处设有垫板，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(图6-4)，成为连接裂缝发展 的起源。
第六章 多高层建筑钢结构 抗震设计
§6.1 多高层钢结构的主要震害特征 §6.2 多高层钢结构的选型与结构布置 §6.3 多高层钢结构的抗震计算要求 §6.4 多高层钢结构的抗震构造要求
§6.1 多高层钢结构的主要震害特征 钢结构强度高、延性好、重量轻、抗震性能 好。总体来说，在同等场地、烈度条件下， 钢结构房屋的震害较钢筋混凝土结构房屋的 震害要小，而钢筋混凝土结构房屋的破坏就 要严重得多。 多高层钢结构在地震中的破坏形式有三种：1） 节点连接破坏；2）构件破坏；3）结构倒塌。
6．1．1 节点连接破坏
主要有两种节点连接破坏，一种是支撑连接破 坏(图6-1)，另一种是梁柱连接破坏(图6-2)，支 撑连接更易遭受地震破坏。 1994年美国Northridge 地震和1995年日本阪 神地震造成了很多梁柱刚性连接破坏，震害调 查发现，梁柱连接的破坏大多数发生在梁的下 翼缘处，而上翼缘的破坏要少得多。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断是一 个显著的焊缝缺陷的来源。图6-3给出了震后 观察到的在梁柱焊缝连接处的失效模式。