在发生过的强震中,如1995年神户地震、2011年的东日本大地震,一些钢构件和节点发生了“超低周疲劳破坏”,破坏模式大多为大塑性应变循环加载下的屈曲后延性断裂。如图1-2所示一个钢结构车库的支撑由于反复屈曲而在跨中发生延性断裂。该支撑首先发生整体失稳,造成跨中截面应变集中,跨中截面屈曲变形最大处在大塑性应变幅值循环加载下最终发生延性断裂。图1-3和图1-4分别给出了1995年神户地震中方钢管柱和H型钢梁延性断裂的实例。钢桥柱脚的屈曲后延性断裂破坏也在神户地震中被发现,如图1-5所示,圆钢管柱脚在地震荷载作用下发生“象足”形屈曲模态,并在地震反复加载下发生延性断裂。图中的加劲肋是在震后为了防止柱脚倒塌而临时焊接的。
图1-2 1995年神户地震中支撑的延性断裂(Kuwamura Lab,1995)
图1-3 1995年神户地震中方钢管柱的延性断裂(AIJ,1995)
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图1-4 1995年神户地震中H形梁翼缘的延性断裂(AIJ,1995)
图1-5 1995年神户地震中钢桥柱脚的屈曲后延性断裂(Kuwamura Lab,1995)
2011年的东日本大地震中,钢构件和节点的屈曲后延性断裂破坏也在多处被发现。如图1-6(a)所示交叉角钢支撑在地震荷载作用下的超低周疲劳破坏,整体失稳首先发生,在屈曲和螺栓节点处发生应变集中,最终在支撑一端的节点处发生净截面断裂破坏。图1-6(b)显示一个钢结构车库的圆钢管人字形支撑节点首先发生了面外屈曲,在地震反复作用下最终发生屈曲后断裂破坏。
图1-6 2011年东日本大地震中支撑和节点的屈曲后延性断裂(Okazaki,et al.,2013)
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