【摘要】:图7-5支撑杆件的断裂当支撑构件的组成板件宽厚比较大时,往往伴随着整体失稳出现板件的局部失稳现象,进而引发低周疲劳和断裂破坏,这在以往的震害中并不少见。试验研究表明,要防止板件在往复塑性应变作用下发生局部失稳,进而引发低周疲劳破坏,必须对支撑板件的宽厚比进行限制,且应比塑性设计的还要严格。
1)支撑杆件的整体失稳、局部失稳和断裂破坏
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。图7-5是2008年汶川地震中某厂房支撑杆的断裂破坏,由图中可以看出,支撑的破坏明显先于其他构件,较好的保护了结构的完整性。
图7-5 支撑杆件的断裂
当支撑构件的组成板件宽厚比较大时,往往伴随着整体失稳出现板件的局部失稳现象,进而引发低周疲劳和断裂破坏,这在以往的震害中并不少见。试验研究表明,要防止板件在往复塑性应变作用下发生局部失稳,进而引发低周疲劳破坏,必须对支撑板件的宽厚比进行限制,且应比塑性设计的还要严格。(www.daowen.com)
2)钢柱脆性断裂
在1995年阪神地震中,位于芦屋市海滨城高层住宅小区的21栋巨型钢框架结构的住宅楼中,共有57根钢柱发生了断裂,所有箱形截面柱的断裂均发生在14层以下的楼层里,且均为脆性受拉断裂,断口呈水平状,如图7-6所示。分析原因认为:①竖向地震及倾覆力矩在柱中产生较大的拉力;②箱形截面柱的壁厚达50mm,厚板焊接时过热,使焊缝附近钢材延性降低;③钢柱暴露于室外,当时正值日本的严冬,钢材温度低于零度;④有的钢柱断裂发生在拼接焊缝附近,这里可能正是焊接缺陷构成的薄弱部位。
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