第2章工程结构损伤机理及危害

1、1某立交墩柱钢筋锈蚀情况 某立交桥栏杆破损、露筋红锈（）黑锈（） ： ：外加电流法牺牲阳极法1 1122 2ctDDc tDt123456Dt Map/Pattern Cracking Resulting from an Alkali-Aggregate Reaction 说明：WC =0.65；二级配混凝土；含气量1.5%。 ：钢结构的应用钢结构的应用 我国我国1996年钢产量年钢产量1亿吨，亿吨，2003年钢产量达到年钢产量达到2亿吨。钢材亿吨。钢材的使用经历了从的使用经历了从 “节约合理使用大力推广节约合理使用大力推广”的过程。的过程。 建筑用的钢材约占总钢材的建筑用的钢材约占总钢材的1

2、/3,其中其中90%以上是线材，钢以上是线材，钢结构用量占建筑用钢的结构用量占建筑用钢的5%左右左右 。 钢结构主要应用钢结构主要应用于以下于以下 几个方面：几个方面：o轻钢结构轻钢结构(单层工业厂房单层工业厂房) 门式刚架体系用钢量指标门式刚架体系用钢量指标30- 70kgm2 o网格结构网格结构( (体育馆、体育场、航站楼体育馆、体育场、航站楼) )网架结构、网壳结构网架结构、网壳结构用钢用钢量指标量指标20-40kgm2 o超高层结构纯钢结构、钢管混凝土结构、钢框架超高层结构纯钢结构、钢管混凝土结构、钢框架-混凝土剪力墙混凝土剪力墙(核心筒核心筒) 60鸟巢鸟巢平面尺寸：平面尺寸：340

3、m340m290m 0m ，结构厚，结构厚11m11m，可容纳，可容纳1010万观众万观众由由2424榀平面桁架组成的空间梁系结构。榀平面桁架组成的空间梁系结构。修改：修改： 中间开口由中间开口由70m70m140m 120m0m 120m170m 0m 去消屋面的活动屋盖去消屋面的活动屋盖 ( (用钢量由用钢量由400kg400kgm m2 2 350kg 350kgm m2 2） 水立方水立方游泳馆平面尺寸：游泳馆平面尺寸：170m170m170m 0m ，高度，高度30m30m多面体空间结构。多面体空间结构。( (外立面为充气结构外立面为充气结构-0.03-0.03个大气压个大气压) )

4、屋盖有屋盖有1111种网格，屋盖厚种网格，屋盖厚7.2m m；墙面有；墙面有1919种网格。种网格。 节点采用焊接球节点节点采用焊接球节点 安徽某体育馆安徽某体育馆-屋盖采用空间网架结构屋盖采用空间网架结构 整个体育馆的主体结构由整个体育馆的主体结构由32榀框架组成，主框架外围直榀框架组成，主框架外围直径为径为95.6m，一层、四层径向框架梁和五层，一层、四层径向框架梁和五层C轴环向梁（直径轴环向梁（直径为为80m）施加预应力，二层、三层径向框架梁未施加预应力。）施加预应力，二层、三层径向框架梁未施加预应力。 浙江黄龙体育中心体育场为我国目前跨度较大的斜拉网壳浙江黄龙体育中心体育场为我国目前跨

5、度较大的斜拉网壳, ,两塔两塔柱间的距离达柱间的距离达250250米米, ,每块月牙形网壳上弦面上巧妙地设置了九道稳每块月牙形网壳上弦面上巧妙地设置了九道稳定索。定索。( (用钢量用钢量8080/ /) ) 轻钢结构轻钢结构( (单层工业厂房单层工业厂房) )台北台北101101：世界第一高楼：世界第一高楼 总高总高508m(508m(建筑高建筑高420.5m)420.5m)建筑面积建筑面积28.9m28.9m2 2。总。总用钢量用钢量14000t14000t。内钢筋混凝土核心筒，。内钢筋混凝土核心筒，外钢框架。外钢框架。吉隆坡双子塔吉隆坡双子塔(88(88层层) ) 总高总高452m452m

6、。 上海金茂大厦上海金茂大厦(88(88层层) ) 总高总高420m,420m,内钢筋混凝土内钢筋混凝土核心筒，外钢骨混凝土柱。核心筒，外钢骨混凝土柱。 台北台北101101大厦大厦 钢结构在高温条件下，材料强度显著降低。譬如钢结构在高温条件下，材料强度显著降低。譬如20012001年年9 9月月1111日受恐怖袭击的美国纽约世贸中心就是典型的例日受恐怖袭击的美国纽约世贸中心就是典型的例子，世贸大厦采用筒中筒结构，为姊妹塔楼，地下子，世贸大厦采用筒中筒结构，为姊妹塔楼，地下6 6层，层，地上地上110110层，高层，高411m411m，标准层平面尺寸，标准层平面尺寸63.5m63.5m63.5

7、m63.5m，总，总面积面积125125万平方米，整个大楼可容纳万平方米，整个大楼可容纳5 5万人办公，相当于万人办公，相当于5 5个深圳地王大厦。外筒为钢柱，建于个深圳地王大厦。外筒为钢柱，建于19731973年，每幢楼用年，每幢楼用钢量钢量7800t7800t。两座大楼受飞机撞击之后，一个在一小时倒。两座大楼受飞机撞击之后，一个在一小时倒塌，另一个在一小时四十倒塌。世贸大厦看上去非常坚塌，另一个在一小时四十倒塌。世贸大厦看上去非常坚固，为什么受撞击后会倒塌？固，为什么受撞击后会倒塌？ 撞击在撞击在300-400m300-400m高处，对楼根部高处，对楼根部产生很大的力矩，这一力矩比正常产生

8、很大的力矩，这一力矩比正常情况增加了情况增加了20%-30%20%-30%，但这一增加的，但这一增加的力矩应在设计的安全范围内，造成力矩应在设计的安全范围内，造成大厦倒塌的重要原因是撞击后引起大厦倒塌的重要原因是撞击后引起的大火，燃烧引起的高温可达的大火，燃烧引起的高温可达10001000，传至下部的温度也有几百，传至下部的温度也有几百度，钢柱受热后失去强度，使上层度，钢柱受热后失去强度，使上层荷载塌下，并后加到下一层。在设荷载塌下，并后加到下一层。在设计上，楼板只承受本层的荷载，上计上，楼板只承受本层的荷载，上层塌落后荷载全部加在下层，使下层塌落后荷载全部加在下层，使下层超负荷，所以整个大厦是一层层层超负荷，所以整个大厦是一层层垂直塌下垂直塌下的，后受撞击的先塌，是的，后受撞击的先塌