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結構工程師輔導:鋼結構貯倉震害預測

更新時間:2009-10-19 15:27:29 來源:|0 瀏覽0收藏0

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  目前我國在建(構)筑物震害預測的研究、應用方面,已出現了眾多各具特色的分析和計算方法,如建筑物的經驗總結法、震害資料抽樣統計法、易損性分析法和模糊數學分析法等種繁多,形式各異。構筑物也有煙囪、水塔、通廊和冷卻塔等各自的震害預測方法。但到目前為止,尚無一種成熟的規范化的震害預測方法。許多震害預測方法都有明顯的局限性,還有待進一步提高。

  近年來,抗震防災工作的重點已由單體工程鑒定和加固逐漸轉向抗震防災規劃的編制和系統工程的抗震研究。一些大型冶金企業通過對抗震防災規劃的實施來提高企業的綜合抗震能。使企業在遭受地震襲擊時,做到指揮有序,使人員傷亡和財產損失足可能地減致最低限度。震害預測是編制企業抗震防災規劃的基礎,是減輕地震災害研究中的重要課題。震害預測的對象主要是各類建(構)筑物、設備及生命線系統等。

  貯倉是冶金、建材和煤炭系統中大量使用而且非常重要的構筑物。貯倉一般有鋼筋混凝土和鋼結構兩種,按其支撐結構不同可分為柱承式和筒承式兩種。它主要貯存各種生產資料、半成品和成品,然后通過各種交通工具送到下一道工序。所以在地震發生時,貯倉一旦破壞,會使一些工廠停產,造成很大的經濟損失。

  鋼結構柱式貯倉的地震預測方法

  鋼結構貯倉一般用于柱承式高架貯倉,有全鋼結構和主體(梁、柱)鋼結構兩種。貯倉主要由支架、倉體和倉頂房組成。

  在對貯倉進行震害預測時,對貯倉劃分為下述5種等級,根據其震害特點和歷次地震的震害經驗總結,對不同破壞狀態的震害描述如下:

  (1)基本完好――無損傷,或主體結構完好,圍護結構輕微損壞;

  (2)輕微破壞――主體結構局部出現小變形。圍護結構有較輕破損,但不影響正常使用,稍加修復就能恢復原狀;

  (3)中等破損――主體結構損壞變形,圍護結構破壞嚴重,需經補強加固后方可使用;

  (4)嚴重破壞――主體結構嚴重變形,圍護結構破壞嚴重并難以修復或失去修復價值;

  (5)倒塌――主體結構支架失穩、倒塌、無法修復。

  我國唐山地震的震害表明,柱承式貯倉震害嚴重,對于抗震性能好的鋼結構貯倉如果設計時不進行抗震設防,也同樣遭到破壞。唐山鋼鐵公司煉鋼廠兩座鋼結構高位貯倉在地震中倒塌,支柱柱頂折斷,地腳螺栓拔出。分析其原因,是支承柱強度不足,柱與貯倉連接處剛度突變,力集中,并且倉體剛度遠大于支柱剛度,貯倉總剛度很大。由貯倉自重在柱的側移上又引起附加彎矩,使柱處于級不利的工作狀態,成為貯倉失穩倒塌的主要原因。貯倉根鋸使用條件形式各異,料重也各不相同。為了更準確地判斷震害,本文采取抗震變形驗算來判斷震害等級。采取典型的結構相同的進行單體主計算,計算時結構模型按框架考慮。倉體的剛度遠大于支柱剛度,因此計算時視倉體為剛體,支承柱上下端視為固定端。沿水平方向輸入地震作用,根據結構抗震變形驗算的層間彈塑性位移角判斷貯倉的震害等級。

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