(一)钢结构房屋震害特征.pdf

第1节钢结构建筑震害特征

钢结构房屋的主要震害为：连接破坏、构件破坏和结构倒塌。

1.1连接破坏

1．1梁柱节点破坏

1．2梁、柱、支撑等构件破坏

1．3节点域破坏

1．4柱脚锚栓破坏

1．5非结构构件破坏

梁柱节点构造主要差别

1美国习惯采用工字形柱，日本主要采用箱形柱。

2美国在梁翼缘对应位置的柱加劲肋厚度按传递设计内力的需要确定，一般为梁翼缘厚度之

半，并认为节点域弱一点，有利于调整地震内力；而日本取梁翼缘厚度加一个等级，认为在

这里多用一点钢材是值得的。

3两国梁端腹板焊缝通过孔形状不同，它与焊接是否方便以及受力性能有一定关系。

4美国对梁腹板与连接板的连接的抗剪用焊缝加强，日本规定腹板螺栓不少于2～3列，用

增加螺栓数量来加强；以上构造差异特别是前三项，与破坏情况有明显关系。

北岭地震节点破坏模式

特点：下翼缘焊缝根部裂缝多向柱段范围扩展。

阪神地震节点破坏形式

阪神地震节点破坏模式

特点：裂缝从扇形角部向梁端内发展。

下翼缘焊缝与柱翼缘完全脱离

典型破坏形式

下翼缘的裂缝扩展到柱翼缘中

裂纹扩展至柱或梁腹板内

梁柱节点震害柱焊缝断裂

梁柱节点震害梁焊缝断裂下图

梁柱节点震害梁螺栓破坏

节点破坏原因

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，在弯矩作用下扩大。

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。

焊接衬板边缘缺陷

节点检查修复费用昂贵

钢框架梁柱节点遭受广泛和严重的破坏。美国在调查的1000多幢中破坏100多幢。破坏的

特点是梁下翼缘裂缝占80％～95％，上翼缘裂缝15％～20％；裂缝起源于焊缝的占90％～

99％，起源于母材的只占1％～10％；不少裂缝向柱子扩展，严重的将柱裂穿，有的

向梁扩展，有的沿连接螺栓线扩展。虽然没有人身伤亡，但检查修复费用昂贵。检查费用不

需挪动石棉时为每个节点800～1000美元、需挪动石棉时为每个节点1000～2000美元、对

于有石膏抹灰和吊顶的高级住宅为每个节点2000～5000美元。修复费用更大。

框架柱主要破坏形式

1翼缘屈曲2拼接处裂缝3翼缘层状撕裂4脆性断裂

柱拉弯断裂

日本阪神地震住宅小区53根立柱全部脆断（锈蚀发生在断裂后）

柱的断裂通向斜撑

日本阪神地震

框架梁主要破坏形式

1翼缘屈曲2腹板屈曲3腹板裂缝4截面扭转屈曲

汶川地震某轻钢门式钢架梁腹板屈曲

斜撑主要破坏形式

1受拉断裂2受压屈曲3节点板拉断4节点板压屈

斜撑在节点处受拉断裂

日本阪神地震

日本阪神地震斜撑受压屈曲

1987年美国Whittier地震

汶川地震某厂房柱间支撑屈曲

某厂房柱间支撑受压屈曲细部

厂房柱间支撑节点板破坏

汶川地震某厂房屋架支撑严重破坏

某成品库车间屋架支撑严重破坏

汶川地震某门式钢架轻钢厂房屋盖交叉系杆破坏

汶川地震某餐厅轻钢门式钢架柱间交叉系杆花篮螺丝破坏

汶川地震某水疗中心两跨螺栓球节点网架

低跨网架基本完好（上左、上右），高跨外檐支座处斜杆破坏（下右）。

汶川地震某综艺楼外檐下弦杆断裂

节点域主要破坏形式

1加劲板屈曲2加劲板开裂3腹板屈曲4腹板开裂

汶川地震某轻钢厂房梁柱节点区屈服

日本阪神地震柱脚锚栓破坏

汶川地震某礼堂网架完好仅吊顶破坏

汶川地震某体育馆单曲面双层网架结构

檐口墙受损室内吊顶破坏

汶川地震某试验车间护墙倒塌