结构工程师辅导：钢结构贮仓震害预测

　　目前我国在建(构)筑物震害预测的研究、应用方面，已出现了众多各具特色的分析和计算方法，如建筑物的经验总结法、震害资料抽样统计法、易损性分析法和模糊数学分析法等种繁多，形式各异。构筑物也有烟囱、水塔、通廊和冷却塔等各自的震害预测方法。但到目前为止，尚无一种成熟的规范化的震害预测方法。许多震害预测方法都有明显的局限性，还有待进一步提高。

　　近年来，抗震防灾工作的重点已由单体工程鉴定和加固逐渐转向抗震防灾规划的编制和系统工程的抗震研究。一些大型冶金企业通过对抗震防灾规划的实施来提高企业的综合抗震能。使企业在遭受地震袭击时，做到指挥有序，使人员伤亡和财产损失足可能地减致最低限度。震害预测是编制企业抗震防灾规划的基础，是减轻地震灾害研究中的重要课题。震害预测的对象主要是各类建(构)筑物、设备及生命线系统等。

　　贮仓是冶金、建材和煤炭系统中大量使用而且非常重要的构筑物。贮仓一般有钢筋混凝土和钢结构两种，按其支撑结构不同可分为柱承式和筒承式两种。它主要贮存各种生产资料、半成品和成品，然后通过各种交通工具送到下一道工序。所以在地震发生时，贮仓一旦破坏，会使一些工厂停产，造成很大的经济损失。

　　钢结构柱式贮仓的地震预测方法

　　钢结构贮仓一般用于柱承式高架贮仓，有全钢结构和主体(梁、柱)钢结构两种。贮仓主要由支架、仓体和仓顶房组成。

　　在对贮仓进行震害预测时，对贮仓划分为下述5种等级，根据其震害特点和历次地震的震害经验总结，对不同破坏状态的震害描述如下：

　　(1)基本完好――无损伤，或主体结构完好，围护结构轻微损坏;

　　(2)轻微破坏――主体结构局部出现小变形。围护结构有较轻破损，但不影响正常使用，稍加修复就能恢复原状;

　　(3)中等破损――主体结构损坏变形，围护结构破坏严重，需经补强加固后方可使用;

　　(4)严重破坏――主体结构严重变形，围护结构破坏严重并难以修复或失去修复价值;

　　(5)倒塌――主体结构支架失稳、倒塌、无法修复。

　　我国唐山地震的震害表明，柱承式贮仓震害严重，对于抗震性能好的钢结构贮仓如果设计时不进行抗震设防，也同样遭到破坏。唐山钢铁公司炼钢厂两座钢结构高位贮仓在地震中倒塌，支柱柱顶折断，地脚螺栓拔出。分析其原因，是支承柱强度不足，柱与贮仓连接处刚度突变，力集中，并且仓体刚度远大于支柱刚度，贮仓总刚度很大。由贮仓自重在柱的侧移上又引起附加弯矩，使柱处于级不利的工作状态，成为贮仓失稳倒塌的主要原因。贮仓根锯使用条件形式各异，料重也各不相同。为了更准确地判断震害，本文采取抗震变形验算来判断震害等级。采取典型的结构相同的进行单体主计算，计算时结构模型按框架考虑。仓体的刚度远大于支柱刚度，因此计算时视仓体为刚体，支承柱上下端视为固定端。沿水平方向输入地震作用，根据结构抗震变形验算的层间弹塑性位移角判断贮仓的震害等级。