隐悉竺酗；
【文章编号】１００７．９４６７（２００８）Ｉ１－００３０．０３
钢结构抗震设计浅谈
■陈晓光（中国石油玉门油田机械厂，甘肃玉门７３５０００）
【摘要】针对钢结构抗震设计，提出了在设计过程中设计人
员应该明确了解的一些基本概念和方法，如钢结构的震害特点、抗震结构体系、抗震设计要求、抗震构造要求等，以便于
破坏以及结构的整体倒塌三种形式。
１．１节点连接的破坏
１．１．１框架梁柱节点区的破坏原因
１９９４年美国诺斯里奇地震和１９９５年日本阪神地震均造成了很多梁柱刚性节点的破坏。美国在
调查的ｌ０００多幢中破坏１００多幢。破坏的特点是
帮助设计人员在设计中更好地完成抗震设计。
【关键词】钢结构；抗震设计：震害’【中图分类号】ＴＵ９３１：ＴＵ３５２．１＋１
【文献标志码】Ｂ
在建筑结构中，钢结构具有抗震性能高、工业化生产程度高、施工周期短、节能环保、便于运输、
施工速度快、延展性好等优点，特别是钢结构建筑所具有的延展性可以衰减地震波，减少地震对建筑
梁下翼缘裂缝占８０％～９５％；上翼缘裂缝占１５％
～２０％；裂缝起源于焊缝的占９０％＂－－＇９９％，而且主
要起源于下翼缘焊缝中部；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。
的破坏性。基于钢结构建筑的突出优点，美国、韩国
等国的钢结构建筑已占到总量的５０％左右。日本是
对节点破坏原因的分析：
１）焊缝金属冲击韧性低；
多地震的国家，钢结构建筑在日本的占有率更是达到了６５％左右。据日本阪神地震后资料显示，钢结构建筑在地震中的受损率远低于混凝土结构建筑。无独有偶，四川汶川地震，同样是钢结构建筑的绵阳体育馆也未受到损坏，且成为安置灾民的主要地
点。
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，在竖向力作用下扩大；
４）梁端焊缝通过孔边缘出现应力集中，引发裂
在进行钢结构的抗震设计时，应从历次震害中吸取教训，除了在强度和刚度上提高结构的抗力
外，还要从如何增大钢结构在往复荷载作用下的塑
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。１．１．２支撑连接的破坏
在多次地震中都出现过支撑与节点板连接的破坏或支撑与柱的连接的破坏。１９８０年在日本的宫城县．大木地震中，一栋两层的框架。支撑结构（两层仓库），由于支撑节点的断裂，使仓库的第一层完
性变形能力和耗能能力，以及减小地震作用方面等全面考虑，做到既经济、又可靠。
１钢结构的震害特点
钢结构的震害主要有节点连接的破坏、构件的
万方数据
全倒塌。
采用螺栓连接的支撑破坏形式，包括支撑截面削弱处的断裂、节点板端部剪切滑移破坏、以及支撑杆件螺孔间剪切滑移破坏。
支撑是框架．支撑结构中最主要的抗侧力部分，一旦地震发生，它将首当其冲承受水平地震作
用，如果某层的支撑发生破坏，将使该层成为薄弱楼层，造成严重后果。１．２构件的破坏
１．２．１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。支撑在压力作用下一旦失
去稳定，就会变成压弯杆，承载力迅速下降，并在杆
中央部位形成塑性铰。当随后承受拉力作用时，由于存在残余的塑性弯曲变形，受拉刚度很小，只有形成反向塑性铰后，支撑的抗拉刚度才逐渐恢复，直至全截面受拉屈服。长细比大的支撑，整体失稳后的承载力退化要比长细比小的严重得多。
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。
１．２．２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。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
万
方数据建筑与结构设计Ｉ
Ａｒｅｈｉ“ｃｔｕｒｄａｎｄＳｕ＇ｕｃｕａ＇ｄ仉。谫Ｉ
达５０ｍｍ，厚板焊接时过热，使焊缝附近钢材延展性降低；③钢柱暴露于室外，当时正值日本的严冬，钢材温度低于Ｏ。Ｃ；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。１．３结构的倒塌破坏
１９８５年墨西哥大地震中，墨西哥市的ＰｉｎｏＳｕａｒｅｚ综合大楼的３个２２层的钢结构塔楼之一倒塌，其余２栋也发生了严重破坏，其中１栋已接近倒塌。这３栋塔楼的结构体系均为框架一支撑结构。分析表明，塔楼发生倒塌和严重破坏的主要原因之一，是由于纵横向垂直支撑偏位设置，导致刚度中
心和质量重心相距太大，在地震中产生了较大的扭
转效应，致使钢柱的作用力大于其承载力，引发了３
栋完全相同的塔楼的严重破坏或倒塌。由此可见，
规则对称的结构体系对抗震将十分有利。
１９９５年阪神地震中，也有钢结构房屋倒塌，倒
塌的房屋大多是１９７１年以前建造的，当时日本钢
结构设计规范尚未修订，抗震设计水平还不高。在同一地震中，按新规范设计建造的钢结构房屋的倒
塌数要少得多，说明震害的严重与否，和结构的抗震设计水平有很大关系。
２抗震结构体系
在钢结构房屋中用的较多的结构体系有框架结构、框架．中心支撑结构和框架．偏心支撑结构等。
纯框架结构延性好，抗震性能好，但由于抗侧刚度较差，不宜用于层数太高的建筑。框架．中心支撑结构抗侧刚度大，适用层数较多的建筑，但由于支撑构件的滞回性能较差，耗散的地震能量有限，抗震性能不如纯框架。框架．偏心支撑结构可通过偏心连梁的剪切屈服，耗散地震能量，同时又能保证支撑不丧失整体稳定，抗震性能优于框架．中心支撑结构。采用能与钢框架抗侧刚度相匹配的内藏钢板剪力墙和带竖缝剪力墙代替支撑，可构成框架．抗震墙板结构，其抗震性能优于框架．中心支撑结构。当房屋刚度更高时，可采用沿建筑周边设置密柱深梁框架构成的框筒结构。框筒结构抗侧刚度大，并具
有较好的抗震性能。
３１
ｊ建筑与结构设计
Ⅵｒｃｈ醯ｃ酬∞ｄ‰ｌＷ越Ｄｃ｜ｉ伊
各种钢结构体系房屋的适用高度和高宽比不宜
大于表１和表２的规定。
表１钢结构房屋适用的最大高度
表２钢结构民用房屋适用的最大高宽比
３抗震设计要求
３．１对钢材性能的要求
钢结构的钢材应符合下列规定：
１）抗侧力结构的钢材宜采用等级为Ｂ级的
Ｑ２３５碳素结构钢和Ｑ３４５低合金高强度结构钢，其
质量应分别符合国家标准《碳素结构钢》（ＧＢ／Ｔ
７００）和《低合金高强度结构钢》（ＧＢ／Ｔ１９５１）的规
定。当有可靠根据时，也可以采用其它钢种和钢号的钢材。其性能应符合下列要求：
①钢材的抗拉强度与屈服强度的实测值之比
不应小于１．２：
②钢材的伸长率应大于２０％，且应有明显的屈服台阶；
③钢材应有良好的焊接性和合格的冲击韧性；④偏心支撑框架中的耗能连粱不得采用屈服
强度高于３４５Ｎ／ｍｍ２的钢材。
２）采用焊接连接的节点，当板厚不小于４０ｍｍ，且沿板厚方向承受拉力作用时，应对该部分钢材提出沿厚度方向受拉试件破坏后的断面收缩率的附加要求，该值不得小于现行国家标准《厚度方向性能钢板》（ＧＢ／Ｔ５３１３）规定的Ｚ１５级的容许值。
３）用于抗震设计类别Ｃ类以上的抗侧力体系钢结构中的所有坡口全熔透焊缝的填充金属，其零
下３０℃的夏比冲击功应大于或等于２７Ｊ。３．２对结构布置的要求
１）建筑设计应符合抗震概念设计的要求，不应
采用严重不规则的设计方案。即在进行房屋的平、剖、立面设计和结构体系布置时，应尽可能做到房
３２
万
方数据屋体形简单、平面规则对称，同时房屋中抗侧力结构的布置应尽可能的均匀、对称，使房屋各楼层的总体刚度中心尽可能与楼层的质量中心相重合或相接近，并应尽可能使房屋的刚度和质量沿竖向均
匀连续、没有突变。
２）钢结构房屋宜避免采用不规则建筑结构方
案，不设防震缝。若房屋必须采用比较复杂的平面形状时，则宜用防震缝将房屋划分为几个平面规则、对称的独立单元，为了避免地震时各部分之间
相互碰撞，防震缝的宽度应不小于相应钢筋混凝土
结构房屋的１．５倍。３．３对结构设计的要求
１）在进行结构设计时，应根据建筑的抗震设防
类别、抗震设计烈度、建筑高度、场地条件、地基、结
构材料和施工等因素，经技术、经济和使用条件综
合比较，选择合适的结构体系。
２）结构体系应有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径，可考虑多道抗震防线。宜使结构在两个主轴方向的动力特性相近，并尽量使其基本
自振周期远离场地的特征周期，以防止共振，减小地震作用。
３）应避免因部分结构或构件破坏而导致整个
结构丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力。例
如，框架结构应设计成强柱弱梁型，以防止形成柱子倒塌结构。
４）结构应具有必要的抗震承载力、良好的变形能力和消耗地震能量的能力。例如，为避免传统的
梁柱刚性节点发生脆性破坏，可采用在节点附近削
弱梁翼缘截面的办法，或采用在节点处设置加强梁段的办法，使梁中承受最大应力的截面离开梁柱接触表面，充分发挥塑陛转动能力和消耗地震能量的能力。偏心支撑框架中的耗能连梁具有相似的能力。
５）对可能出现的薄弱部位，应采取措施提高抗
震能力。例如，应体现强节点弱构件的设计思想，避免诸如支撑的连接节点先于杆件破坏所引发的震
害。
６）应体现大震不倒、小震不坏的抗震设计目标，采用多遇地震时按弹性设计、罕遇地震时按弹
基础工程设计１
西咖ｅ崎仉ｓ咖矿妇ＧｒｏｕｎｄＩ
【文章编号ｌｔ００７．９４６７（２００８）１１－００３３．０３
谈工厂陈化库挡土墙稳定性设计
■王刚，王巨岩，魏敬娟（北京东方新强设备制造有限公司设计中心，北京１０２６０２）
【摘要】所述陈化库挡土墙稳定性设计，是钢筋混凝土附加ｆｒａｍｅｉｓ５ｍｔａｌｌ
ｏｕｔ
ｏｆｇｒｏｕｎｄ，ａｎｄｔｈｅｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ
ｃｏｖｅｒｓ
ｕｐ２．６５
ｍ
圈梁结构，主体结构地面以上高５．００ｍ，基础埋深２．６５ｍ。设ｄｅｅｐｌｙ．Ｔｈｉｓｄｅｓｉｇｎｃｈｅａｋｔｏｃａｌｃｕｌａｔｅｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｒｅｓｉｓｔｇｌｉｄｅａｎｄ计中验算了挡土墙每延长米的抗滑移稳定性，抗倾覆稳定ｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｒｅｓｉｓｔｔｕｍｂｌｅｄｏｗｎｏｆｒｅｔａｉｎｉｎｇｗａｌｌ．Ｔｈｅ
ｗｈｏｌｅｏｆ
性、运用库仑土压力理论和牛顿运动定律对挡土墙稳定性ｃａｌｃｕｌａｔｅｉｓｍａｋｅ
ｕｓｅ
ｏｆＣｏｕｌｏｍｂ’Ｓｅａｒｔｈｐｒｅｓｓｕｒｅｔｈｅｏｒｙａｎｄ
进行了验算。
Ｎｅｗｔｏｎ’Ｓ
ｌａｗｓｏｆｍｏｔｉＯｉｌ．
【关键词】陈化库；挡土墙；主动土压力；被动土压力；库仑土［Ｋｅｙｗｏｒｄｓｌｔｈｅｂｒｉｃｋｒａｗｍａｔｅｒｉａｌｗａｒｅｈｏｕｓｅ；ｒｅｔａｉｎｉｎｇｗａｌｌ；
压力理论
ａｃｔｉｖｅｅａｒｔｈ
ｐｒｅｓｓｕｒｅ；ｐａｓｓｉｖｅｅａｒｔｈｐｒｅｓｓｕｒｅ；Ｃｏｕｌｏｍｂ’Ｓｅａｒｔｈ
ＤｉｓｃｕｓｓｉｏｎｏｎＤｅｓｉｇｎｆｏｒＲｅｔａｉｎｉｎｇＷａｌｌ
ｐｒｅｓｓｕｅｔｈｅｏｒｙ
ＳｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅＢｒｉｃｋＲａｗＭａｔｅｒｉａｌ
Ｗａｒｅｈｏｕｓｅ
１引言
ＷＡＮＧＧａｎｇ，ＷＡＮＧＪｕ－ｙａｎ，ＷＥＩＪｉｎｇ－ｊｕａｎ
随着新型建筑材料煤矸石、页岩烧结砖取代传
［Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｔｈｉｓｄｅｓｉｇｎｉｓｆｏｒｒｅｍｉｎｉｎｇｗａｌｌｓｔａｂｉｌｉｔｙ
ｏｆｔｈｅ
ｂｒｉｃｋ
统意义上的黏土砖，并在建筑材料领域的运用日趋ｒａｗ
ｍａｔｅｒｉａｌｗａｒｅｈｏｕｓｅ．Ｉｔｓ
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
ｉｓ
ａ
ｍｉｘｔｕｒｅ
ｏｎｅ
ｏｆ
广泛，国内外市场纷纷兴建砖厂，新的制砖生产线
ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅ
ａｎｄ
ｔｕｒｎ
ｂｅａｍｆｒａｎｌｅ．Ｔｈｅｍａｉｎｒｅｔａｉｎｉｎｇｗａｌｌ
要求制砖工艺有新的改进，陈华库作为新的制砖
ｊ‘Ｌ．ｓ止．‘‘ＬＪＩＬ．址．址ｊ止Ｊ‘ｊｌＬ．‘‘．址．‘ＩＬ．址ｊＩＬｊＩＬ一‘ＩＬ．址．址．址ｊＩＬ．‘ＩＬ．址．‘止．址．址．址．‘ＩＬｊ‘Ｌｊ‘Ｌ．址ＪＩＬ舢｜｜止．址．址．址．址．‘屯ｊ‘ＬＪｌＬｊＩＬ．址．址一ＩｌＬｊ‘Ｌ．‘也
塑性进行变形验算的二阶段设计方法进行抗震设性变形、吸收和耗散地震输入的能量而不倒塌的目
的。有关具体规定，请参见ＧＢ５００１１－２００１规范，此
文不再赘述。务
【参考文献】
［ＩＩＧＢ５００１７．２００３钢结构设计规范【Ｓ】．
［２］ＧＢ５００１１－２００１建筑抗震设计规范［Ｓ】．
我国《建筑抗震设计规范》（ＧＢ
５００１
１－２００１）的
【３】汪一骏．钢结构设计手册【Ｋ】．北京：中国建筑工业出版第８章、第９章和附录Ｇ，针对不同的工业与民用社，２００４．
建筑钢结构体系，规定了相应的抗震构造措施。这【收稿日期］２００８．０７．０２
些措施虽不尽相同，但其目的和手段却是一样的，那就是通过限制受压构件的长细比、梁平面外的长《鹱褥者麓秀》
细比、构件组成板件的宽厚比、采取措施增强连接节点的承载能力以及控制制作和施工质量等手段，陈晓光（１９８１～），男，甘肃天水人，工程师，从事钢结构设计、制作、施工等方面的研究与实践工作，（电子信箱）达到结构在罕遇地震作用下能承受较大的往复塑
ｙｍｃｘｇ＠１２６．ｃｏｒｎ。
３３
万
方数据计。在进行小震设计时，钢结构均处于弹性，阻尼比
较小，可取为Ｏ．０２；大震验算时进入弹塑性状态，阻
尼比增大，可取０．０５。
４抗震构造要求
钢结构抗震设计浅谈
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：
陈晓光， CHEN Xiao-guang
中国石油玉门油田机械厂,甘肃,玉门,735000工程建设与设计
CONSTRUCTION & DESIGN FOR PROJECT2008(11)
参考文献(3条)
1. 汪一骏 钢结构设计手册 20042. GB 50011-2001. 建筑抗震设计规范3. GB 50017-2003. 钢结构设计规范
本文读者也读过(10条)
1. 陈小峰. 邓开国. 郝际平 关于钢结构抗震设计的探讨[会议论文]-2009
2. 何若全. 顾强. 孙国华 关于钢结构抗震设计中结构影响系数的讨论[期刊论文]-苏州科技学院学报（工程技术版）2004,17(4)
3. 彭观寿. 高轩能. Peng Guanshou. Gao Xuanneng 基于性能的钢结构抗震设计理论与方法[期刊论文]-钢结构2007,22(1)
4. 赵咏梅. Zhao Yongmei 钢结构中美设计规范抗震设计规定的比较[期刊论文]-锅炉制造2008(2)5. 欧添雁. 饶幼初 浅谈土耳其规范钢结构抗震设计[会议论文]-2010
6. 王伟. 刘金荣 关于底部框架——抗震墙砌体建筑的结构设计探讨[期刊论文]-中国科技博览2009(26)7. 郑玉峰 浅析钢结构抗震设计[期刊论文]-科技创新导报2011(15)
8. 陈炯. Chen Jiong 关于钢结构抗震设计中轴心受压支撑长细比问题的讨论[期刊论文]-钢结构2008,23(1)9. 赵培兰. 邢鹏 钢结构住宅中轻质墙板的隔声性能[期刊论文]-太原城市职业技术学院学报2009(3)10. 张保. 聂子云 钢结构的抗震性能分析与设计[期刊论文]-硅谷2009(17)
本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_gcjsysj200811009.aspx
隐悉竺酗；
【文章编号】１００７．９４６７（２００８）Ｉ１－００３０．０３
钢结构抗震设计浅谈
■陈晓光（中国石油玉门油田机械厂，甘肃玉门７３５０００）
【摘要】针对钢结构抗震设计，提出了在设计过程中设计人
员应该明确了解的一些基本概念和方法，如钢结构的震害特点、抗震结构体系、抗震设计要求、抗震构造要求等，以便于
破坏以及结构的整体倒塌三种形式。
１．１节点连接的破坏
１．１．１框架梁柱节点区的破坏原因
１９９４年美国诺斯里奇地震和１９９５年日本阪神地震均造成了很多梁柱刚性节点的破坏。美国在
调查的ｌ０００多幢中破坏１００多幢。破坏的特点是
帮助设计人员在设计中更好地完成抗震设计。
【关键词】钢结构；抗震设计：震害’【中图分类号】ＴＵ９３１：ＴＵ３５２．１＋１
【文献标志码】Ｂ
在建筑结构中，钢结构具有抗震性能高、工业化生产程度高、施工周期短、节能环保、便于运输、
施工速度快、延展性好等优点，特别是钢结构建筑所具有的延展性可以衰减地震波，减少地震对建筑
梁下翼缘裂缝占８０％～９５％；上翼缘裂缝占１５％
～２０％；裂缝起源于焊缝的占９０％＂－－＇９９％，而且主
要起源于下翼缘焊缝中部；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。
的破坏性。基于钢结构建筑的突出优点，美国、韩国
等国的钢结构建筑已占到总量的５０％左右。日本是
对节点破坏原因的分析：
１）焊缝金属冲击韧性低；
多地震的国家，钢结构建筑在日本的占有率更是达到了６５％左右。据日本阪神地震后资料显示，钢结构建筑在地震中的受损率远低于混凝土结构建筑。无独有偶，四川汶川地震，同样是钢结构建筑的绵阳体育馆也未受到损坏，且成为安置灾民的主要地
点。
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，在竖向力作用下扩大；
４）梁端焊缝通过孔边缘出现应力集中，引发裂
在进行钢结构的抗震设计时，应从历次震害中吸取教训，除了在强度和刚度上提高结构的抗力
外，还要从如何增大钢结构在往复荷载作用下的塑
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。１．１．２支撑连接的破坏
在多次地震中都出现过支撑与节点板连接的破坏或支撑与柱的连接的破坏。１９８０年在日本的宫城县．大木地震中，一栋两层的框架。支撑结构（两层仓库），由于支撑节点的断裂，使仓库的第一层完
性变形能力和耗能能力，以及减小地震作用方面等全面考虑，做到既经济、又可靠。
１钢结构的震害特点
钢结构的震害主要有节点连接的破坏、构件的
万方数据
全倒塌。
采用螺栓连接的支撑破坏形式，包括支撑截面削弱处的断裂、节点板端部剪切滑移破坏、以及支撑杆件螺孔间剪切滑移破坏。
支撑是框架．支撑结构中最主要的抗侧力部分，一旦地震发生，它将首当其冲承受水平地震作
用，如果某层的支撑发生破坏，将使该层成为薄弱楼层，造成严重后果。１．２构件的破坏
１．２．１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。支撑在压力作用下一旦失
去稳定，就会变成压弯杆，承载力迅速下降，并在杆
中央部位形成塑性铰。当随后承受拉力作用时，由于存在残余的塑性弯曲变形，受拉刚度很小，只有形成反向塑性铰后，支撑的抗拉刚度才逐渐恢复，直至全截面受拉屈服。长细比大的支撑，整体失稳后的承载力退化要比长细比小的严重得多。
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。
１．２．２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。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
万
方数据建筑与结构设计Ｉ
Ａｒｅｈｉ“ｃｔｕｒｄａｎｄＳｕ＇ｕｃｕａ＇ｄ仉。谫Ｉ
达５０ｍｍ，厚板焊接时过热，使焊缝附近钢材延展性降低；③钢柱暴露于室外，当时正值日本的严冬，钢材温度低于Ｏ。Ｃ；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。１．３结构的倒塌破坏
１９８５年墨西哥大地震中，墨西哥市的ＰｉｎｏＳｕａｒｅｚ综合大楼的３个２２层的钢结构塔楼之一倒塌，其余２栋也发生了严重破坏，其中１栋已接近倒塌。这３栋塔楼的结构体系均为框架一支撑结构。分析表明，塔楼发生倒塌和严重破坏的主要原因之一，是由于纵横向垂直支撑偏位设置，导致刚度中
心和质量重心相距太大，在地震中产生了较大的扭
转效应，致使钢柱的作用力大于其承载力，引发了３
栋完全相同的塔楼的严重破坏或倒塌。由此可见，
规则对称的结构体系对抗震将十分有利。
１９９５年阪神地震中，也有钢结构房屋倒塌，倒
塌的房屋大多是１９７１年以前建造的，当时日本钢
结构设计规范尚未修订，抗震设计水平还不高。在同一地震中，按新规范设计建造的钢结构房屋的倒
塌数要少得多，说明震害的严重与否，和结构的抗震设计水平有很大关系。
２抗震结构体系
在钢结构房屋中用的较多的结构体系有框架结构、框架．中心支撑结构和框架．偏心支撑结构等。
纯框架结构延性好，抗震性能好，但由于抗侧刚度较差，不宜用于层数太高的建筑。框架．中心支撑结构抗侧刚度大，适用层数较多的建筑，但由于支撑构件的滞回性能较差，耗散的地震能量有限，抗震性能不如纯框架。框架．偏心支撑结构可通过偏心连梁的剪切屈服，耗散地震能量，同时又能保证支撑不丧失整体稳定，抗震性能优于框架．中心支撑结构。采用能与钢框架抗侧刚度相匹配的内藏钢板剪力墙和带竖缝剪力墙代替支撑，可构成框架．抗震墙板结构，其抗震性能优于框架．中心支撑结构。当房屋刚度更高时，可采用沿建筑周边设置密柱深梁框架构成的框筒结构。框筒结构抗侧刚度大，并具
有较好的抗震性能。
３１
ｊ建筑与结构设计
Ⅵｒｃｈ醯ｃ酬∞ｄ‰ｌＷ越Ｄｃ｜ｉ伊
各种钢结构体系房屋的适用高度和高宽比不宜
大于表１和表２的规定。
表１钢结构房屋适用的最大高度
表２钢结构民用房屋适用的最大高宽比
３抗震设计要求
３．１对钢材性能的要求
钢结构的钢材应符合下列规定：
１）抗侧力结构的钢材宜采用等级为Ｂ级的
Ｑ２３５碳素结构钢和Ｑ３４５低合金高强度结构钢，其
质量应分别符合国家标准《碳素结构钢》（ＧＢ／Ｔ
７００）和《低合金高强度结构钢》（ＧＢ／Ｔ１９５１）的规
定。当有可靠根据时，也可以采用其它钢种和钢号的钢材。其性能应符合下列要求：
①钢材的抗拉强度与屈服强度的实测值之比
不应小于１．２：
②钢材的伸长率应大于２０％，且应有明显的屈服台阶；
③钢材应有良好的焊接性和合格的冲击韧性；④偏心支撑框架中的耗能连粱不得采用屈服
强度高于３４５Ｎ／ｍｍ２的钢材。
２）采用焊接连接的节点，当板厚不小于４０ｍｍ，且沿板厚方向承受拉力作用时，应对该部分钢材提出沿厚度方向受拉试件破坏后的断面收缩率的附加要求，该值不得小于现行国家标准《厚度方向性能钢板》（ＧＢ／Ｔ５３１３）规定的Ｚ１５级的容许值。
３）用于抗震设计类别Ｃ类以上的抗侧力体系钢结构中的所有坡口全熔透焊缝的填充金属，其零
下３０℃的夏比冲击功应大于或等于２７Ｊ。３．２对结构布置的要求
１）建筑设计应符合抗震概念设计的要求，不应
采用严重不规则的设计方案。即在进行房屋的平、剖、立面设计和结构体系布置时，应尽可能做到房
３２
万
方数据屋体形简单、平面规则对称，同时房屋中抗侧力结构的布置应尽可能的均匀、对称，使房屋各楼层的总体刚度中心尽可能与楼层的质量中心相重合或相接近，并应尽可能使房屋的刚度和质量沿竖向均
匀连续、没有突变。
２）钢结构房屋宜避免采用不规则建筑结构方
案，不设防震缝。若房屋必须采用比较复杂的平面形状时，则宜用防震缝将房屋划分为几个平面规则、对称的独立单元，为了避免地震时各部分之间
相互碰撞，防震缝的宽度应不小于相应钢筋混凝土
结构房屋的１．５倍。３．３对结构设计的要求
１）在进行结构设计时，应根据建筑的抗震设防
类别、抗震设计烈度、建筑高度、场地条件、地基、结
构材料和施工等因素，经技术、经济和使用条件综
合比较，选择合适的结构体系。
２）结构体系应有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径，可考虑多道抗震防线。宜使结构在两个主轴方向的动力特性相近，并尽量使其基本
自振周期远离场地的特征周期，以防止共振，减小地震作用。
３）应避免因部分结构或构件破坏而导致整个
结构丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力。例
如，框架结构应设计成强柱弱梁型，以防止形成柱子倒塌结构。
４）结构应具有必要的抗震承载力、良好的变形能力和消耗地震能量的能力。例如，为避免传统的
梁柱刚性节点发生脆性破坏，可采用在节点附近削
弱梁翼缘截面的办法，或采用在节点处设置加强梁段的办法，使梁中承受最大应力的截面离开梁柱接触表面，充分发挥塑陛转动能力和消耗地震能量的能力。偏心支撑框架中的耗能连梁具有相似的能力。
５）对可能出现的薄弱部位，应采取措施提高抗
震能力。例如，应体现强节点弱构件的设计思想，避免诸如支撑的连接节点先于杆件破坏所引发的震
害。
６）应体现大震不倒、小震不坏的抗震设计目标，采用多遇地震时按弹性设计、罕遇地震时按弹
基础工程设计１
西咖ｅ崎仉ｓ咖矿妇ＧｒｏｕｎｄＩ
【文章编号ｌｔ００７．９４６７（２００８）１１－００３３．０３
谈工厂陈化库挡土墙稳定性设计
■王刚，王巨岩，魏敬娟（北京东方新强设备制造有限公司设计中心，北京１０２６０２）
【摘要】所述陈化库挡土墙稳定性设计，是钢筋混凝土附加ｆｒａｍｅｉｓ５ｍｔａｌｌ
ｏｕｔ
ｏｆｇｒｏｕｎｄ，ａｎｄｔｈｅｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ
ｃｏｖｅｒｓ
ｕｐ２．６５
ｍ
圈梁结构，主体结构地面以上高５．００ｍ，基础埋深２．６５ｍ。设ｄｅｅｐｌｙ．Ｔｈｉｓｄｅｓｉｇｎｃｈｅａｋｔｏｃａｌｃｕｌａｔｅｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｒｅｓｉｓｔｇｌｉｄｅａｎｄ计中验算了挡土墙每延长米的抗滑移稳定性，抗倾覆稳定ｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｒｅｓｉｓｔｔｕｍｂｌｅｄｏｗｎｏｆｒｅｔａｉｎｉｎｇｗａｌｌ．Ｔｈｅ
ｗｈｏｌｅｏｆ
性、运用库仑土压力理论和牛顿运动定律对挡土墙稳定性ｃａｌｃｕｌａｔｅｉｓｍａｋｅ
ｕｓｅ
ｏｆＣｏｕｌｏｍｂ’Ｓｅａｒｔｈｐｒｅｓｓｕｒｅｔｈｅｏｒｙａｎｄ
进行了验算。
Ｎｅｗｔｏｎ’Ｓ
ｌａｗｓｏｆｍｏｔｉＯｉｌ．
【关键词】陈化库；挡土墙；主动土压力；被动土压力；库仑土［Ｋｅｙｗｏｒｄｓｌｔｈｅｂｒｉｃｋｒａｗｍａｔｅｒｉａｌｗａｒｅｈｏｕｓｅ；ｒｅｔａｉｎｉｎｇｗａｌｌ；
压力理论
ａｃｔｉｖｅｅａｒｔｈ
ｐｒｅｓｓｕｒｅ；ｐａｓｓｉｖｅｅａｒｔｈｐｒｅｓｓｕｒｅ；Ｃｏｕｌｏｍｂ’Ｓｅａｒｔｈ
ＤｉｓｃｕｓｓｉｏｎｏｎＤｅｓｉｇｎｆｏｒＲｅｔａｉｎｉｎｇＷａｌｌ
ｐｒｅｓｓｕｅｔｈｅｏｒｙ
ＳｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅＢｒｉｃｋＲａｗＭａｔｅｒｉａｌ
Ｗａｒｅｈｏｕｓｅ
１引言
ＷＡＮＧＧａｎｇ，ＷＡＮＧＪｕ－ｙａｎ，ＷＥＩＪｉｎｇ－ｊｕａｎ
随着新型建筑材料煤矸石、页岩烧结砖取代传
［Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｔｈｉｓｄｅｓｉｇｎｉｓｆｏｒｒｅｍｉｎｉｎｇｗａｌｌｓｔａｂｉｌｉｔｙ
ｏｆｔｈｅ
ｂｒｉｃｋ
统意义上的黏土砖，并在建筑材料领域的运用日趋ｒａｗ
ｍａｔｅｒｉａｌｗａｒｅｈｏｕｓｅ．Ｉｔｓ
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
ｉｓ
ａ
ｍｉｘｔｕｒｅ
ｏｎｅ
ｏｆ
广泛，国内外市场纷纷兴建砖厂，新的制砖生产线
ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅ
ａｎｄ
ｔｕｒｎ
ｂｅａｍｆｒａｎｌｅ．Ｔｈｅｍａｉｎｒｅｔａｉｎｉｎｇｗａｌｌ
要求制砖工艺有新的改进，陈华库作为新的制砖
ｊ‘Ｌ．ｓ止．‘‘ＬＪＩＬ．址．址ｊ止Ｊ‘ｊｌＬ．‘‘．址．‘ＩＬ．址ｊＩＬｊＩＬ一‘ＩＬ．址．址．址ｊＩＬ．‘ＩＬ．址．‘止．址．址．址．‘ＩＬｊ‘Ｌｊ‘Ｌ．址ＪＩＬ舢｜｜止．址．址．址．址．‘屯ｊ‘ＬＪｌＬｊＩＬ．址．址一ＩｌＬｊ‘Ｌ．‘也
塑性进行变形验算的二阶段设计方法进行抗震设性变形、吸收和耗散地震输入的能量而不倒塌的目
的。有关具体规定，请参见ＧＢ５００１１－２００１规范，此
文不再赘述。务
【参考文献】
［ＩＩＧＢ５００１７．２００３钢结构设计规范【Ｓ】．
［２］ＧＢ５００１１－２００１建筑抗震设计规范［Ｓ】．
我国《建筑抗震设计规范》（ＧＢ
５００１
１－２００１）的
【３】汪一骏．钢结构设计手册【Ｋ】．北京：中国建筑工业出版第８章、第９章和附录Ｇ，针对不同的工业与民用社，２００４．
建筑钢结构体系，规定了相应的抗震构造措施。这【收稿日期］２００８．０７．０２
些措施虽不尽相同，但其目的和手段却是一样的，那就是通过限制受压构件的长细比、梁平面外的长《鹱褥者麓秀》
细比、构件组成板件的宽厚比、采取措施增强连接节点的承载能力以及控制制作和施工质量等手段，陈晓光（１９８１～），男，甘肃天水人，工程师，从事钢结构设计、制作、施工等方面的研究与实践工作，（电子信箱）达到结构在罕遇地震作用下能承受较大的往复塑
ｙｍｃｘｇ＠１２６．ｃｏｒｎ。
３３
万
方数据计。在进行小震设计时，钢结构均处于弹性，阻尼比
较小，可取为Ｏ．０２；大震验算时进入弹塑性状态，阻
尼比增大，可取０．０５。
４抗震构造要求
钢结构抗震设计浅谈
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：
陈晓光， CHEN Xiao-guang
中国石油玉门油田机械厂,甘肃,玉门,735000工程建设与设计
CONSTRUCTION & DESIGN FOR PROJECT2008(11)
参考文献(3条)
1. 汪一骏 钢结构设计手册 20042. GB 50011-2001. 建筑抗震设计规范3. GB 50017-2003. 钢结构设计规范
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