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钢结构钢材抗震性能分析 |
钢结构是以钢材制作为主的结构,是主要的建筑结构类型之一。钢材的特点是强度高、自重轻、刚度大,同时由于钢材料的匀质性和韧性好,可有较大变形,能很好地承受动力荷载,就应该具有很好的抗震能力。
从国内,国外的抗震经验可知,在建筑高层建筑中,用钢结构代替钢筋混凝土结构具有多方面的优势,特别是在日本阪神大地震中,钢结构的抗震性能得到了充分的体现。根据日本阪神大地震资料,钢结构建筑在地震中的受损率远低于混凝土结构建筑。目前,钢结构建筑代替钢筋混凝土结构已成为发达国家高层建筑的发展趋势。钢结构建筑除了具有高抗震性能之外,还具有结构轻、空间大、可工业化生产、缩短工期一半和节能等优点。
钢结构建筑之所以具有好的抗震性能是由于钢具有加工硬化的能力,其中,屈强比是衡量钢的加工硬化能力的一个重要参数。屈强比越低,钢结构抵抗强震的能力就越强。欧洲建筑钢要求屈强比小于0.91,而日本要求建筑钢屈强比小于0.80。
研究表明,要降低钢材的屈强比,必须拉开钢中软相组织与硬相组织之间的强度差,由软相组织保证低的屈服强度,而由硬相组织提供高的抗张强度。试验证明:当钢中的软相与硬相之间的强度差较大时,钢的屈强比较低;当软相与硬相之间的强度差较小时,钢的屈强比较高。必须通过调整化学成分和工艺条件,优化铁素体、珠光体或贝氏体等各种组织的含量比及分布,选择恰当的晶粒尺寸来实现上述屈强比目标。 现有的建筑结构形式主要有砖混结构、框架结构、框架剪力墙结构、钢结构及整体承载式轻钢结构等,应该说无论哪一种结构只要设计合理、高度与结构形式相匹配,就应该是抗震的。 |