結(jié)構(gòu)工程師輔導(dǎo)：鋼結(jié)構(gòu)貯倉震害預(yù)測

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

　　近年來，抗震防災(zāi)工作的重點(diǎn)已由單體工程鑒定和加固逐漸轉(zhuǎn)向抗震防災(zāi)規(guī)劃的編制和系統(tǒng)工程的抗震研究。一些大型冶金企業(yè)通過對抗震防災(zāi)規(guī)劃的實(shí)施來提高企業(yè)的綜合抗震能。使企業(yè)在遭受地震襲擊時，做到指揮有序，使人員傷亡和財產(chǎn)損失足可能地減致最低限度。震害預(yù)測是編制企業(yè)抗震防災(zāi)規(guī)劃的基礎(chǔ)，是減輕地震災(zāi)害研究中的重要課題。震害預(yù)測的對象主要是各類建(構(gòu))筑物、設(shè)備及生命線系統(tǒng)等。

　　貯倉是冶金、建材和煤炭系統(tǒng)中大量使用而且非常重要的構(gòu)筑物。貯倉一般有鋼筋混凝土和鋼結(jié)構(gòu)兩種，按其支撐結(jié)構(gòu)不同可分為柱承式和筒承式兩種。它主要貯存各種生產(chǎn)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(fā)生時，貯倉一旦破壞，會使一些工廠停產(chǎn)，造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。

　　鋼結(jié)構(gòu)柱式貯倉的地震預(yù)測方法

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

　　在對貯倉進(jìn)行震害預(yù)測時，對貯倉劃分為下述5種等級，根據(jù)其震害特點(diǎn)和歷次地震的震害經(jīng)驗總結(jié)，對不同破壞狀態(tài)的震害描述如下：

　　(1)基本完好――無損傷，或主體結(jié)構(gòu)完好，圍護(hù)結(jié)構(gòu)輕微損壞;

　　(2)輕微破壞――主體結(jié)構(gòu)局部出現(xiàn)小變形。圍護(hù)結(jié)構(gòu)有較輕破損，但不影響正常使用，稍加修復(fù)就能恢復(fù)原狀;

　　(3)中等破損――主體結(jié)構(gòu)損壞變形，圍護(hù)結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重，需經(jīng)補(bǔ)強(qiáng)加固后方可使用;

　　(4)嚴(yán)重破壞――主體結(jié)構(gòu)嚴(yán)重變形，圍護(hù)結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重并難以修復(fù)或失去修復(fù)價值;

　　(5)倒塌――主體結(jié)構(gòu)支架失穩(wěn)、倒塌、無法修復(fù)。

　　我國唐山地震的震害表明，柱承式貯倉震害嚴(yán)重，對于抗震性能好的鋼結(jié)構(gòu)貯倉如果設(shè)計時不進(jìn)行抗震設(shè)防，也同樣遭到破壞。唐山鋼鐵公司煉鋼廠兩座鋼結(jié)構(gòu)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(qiáng)度不足，柱與貯倉連接處剛度突變，力集中，并且倉體剛度遠(yuǎn)大于支柱剛度，貯倉總剛度很大。由貯倉自重在柱的側(cè)移上又引起附加彎矩，使柱處于級不利的工作狀態(tài)，成為貯倉失穩(wěn)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(zhǔn)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(jié)構(gòu)相同的進(jìn)行單體主計算，計算時結(jié)構(gòu)模型按框架考慮。倉體的剛度遠(yuǎn)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(jù)結(jié)構(gòu)抗震變形驗算的層間彈塑性位移角判斷貯倉的震害等級。