地震后美日鋼框架節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的改進(jìn)-免費(fèi)閱讀
【正文】 5)我國(guó)在梁翼緣對(duì)應(yīng)位置設(shè)置的柱加勁肋，從一開始就注意到了日本的經(jīng)驗(yàn)，規(guī)定了與梁翼緣等厚，北嶺地震表明這樣規(guī)定是適合的。 2)參考日本新規(guī)定，將混合連接上端扇形切角的上部圓弧半徑改為1015mm，與半徑 35mm的切角相接；同時(shí)，規(guī)定圓弧起點(diǎn)與襯板外側(cè)焊縫間保持1015mm的間隔，以減小焊接熱影響區(qū)的相互影響。日本一貫重視焊接質(zhì)量，還沒有看到在這方面有什么新的規(guī)定。這些都是北嶺和阪神地震前的情況，震后基本上沒有改變。美國(guó)SAC建議，下翼緣焊縫的襯板宜割除， 然后清根補(bǔ)焊；考慮上翼緣焊縫缺陷一般較少，受力條件較有利以及費(fèi)用等原因，可對(duì)襯邊緣用焊縫封閉。那么焊縫究竟要有多大的沖擊韌性才能防止裂紋出現(xiàn)呢?美國(guó)提出，焊縫的恰帕沖擊韌性(CVN)最小值取29℃時(shí)27J(相當(dāng)于 200F時(shí) 20ft1bs)是合適的，可以發(fā)展成為事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)。 坡口焊縫的引弧板，在上下翼緣處通常都切除，因?yàn)橐『蜏缁√幫ǔ６加泻芏嗳庇脷馇星谐筮€需打磨，才能消除潛在的裂縫源。 日本阪神地震后，沒有象美國(guó)采用將塑性鉸外移的方案。節(jié)點(diǎn)局部加強(qiáng)固然也可使塑性鉸外移， 但應(yīng)十分注意不要因此出現(xiàn)弱柱，有背強(qiáng)柱弱梁的原則。由于在北嶺地震中發(fā)現(xiàn)梁在柱面并沒有產(chǎn)生塑性變性，卻出現(xiàn)了裂縫。Popov[4]采用8節(jié)點(diǎn)塊體單元有限元模擬分析發(fā)現(xiàn)，節(jié)點(diǎn)應(yīng)力分布的最高應(yīng)力點(diǎn)， 是在梁的翼緣焊縫處和節(jié)點(diǎn)板域，節(jié)點(diǎn)板域的屈服從中心開始，然后向四周擴(kuò)散。 1995年加州大學(xué)Popov等所作的試驗(yàn)，再現(xiàn)了節(jié)點(diǎn)的脆性破壞，破裂的速度很高， 事前并無延性表現(xiàn)，因此破壞是災(zāi)難性的。 3．2 焊縫存在的缺陷[3] 對(duì)破壞的連接所作調(diào)查表明，焊接質(zhì)量往往很差，很多缺陷可以看出明顯違背了規(guī)范規(guī)定的焊接質(zhì)量要求，不但焊接操作有問題，焊縫檢查也有問題。 美、日兩國(guó)鋼框架在地震中的梁柱節(jié)點(diǎn)破壞形式是有區(qū)別的，北嶺地震中的裂縫多向柱段范圍擴(kuò)展，而阪神地震中的裂縫則多向梁段范圍發(fā)展。2．2 日本販神地震后對(duì)鋼框架節(jié)點(diǎn)破壞的調(diào)查 阪神地震后，日本建設(shè)省建筑研究所成立了地震對(duì)策本部，組織了各方面人士多次參加的建筑應(yīng)急危險(xiǎn)度和震害的調(diào)查，民間有關(guān)團(tuán)體也開展了各類領(lǐng)域的震害調(diào)查，但因鋼結(jié)構(gòu)相對(duì)于其它結(jié)構(gòu)的震害較少，除新發(fā)現(xiàn)了鋼柱脆斷或柱腳拔起外，鋼框架節(jié)點(diǎn)的破壞主要表現(xiàn)在扇形切角(scallop)工藝孔部位，但因結(jié)構(gòu)體被內(nèi)外裝修所隱蔽，一般業(yè)主、設(shè)計(jì)或施工人員對(duì)此震害調(diào)查不太積極，對(duì)鋼框架系統(tǒng)震害的調(diào)查遇到一定困難。最具潛在危險(xiǎn)的是由焊縫根部通過柱翼緣和腹板擴(kuò)展的斷裂裂縫。為了評(píng)估栓焊混合連接的有效性，曾進(jìn)行過一系列試驗(yàn)，這種由翼緣焊縫抗彎和腹板螺栓連接抗剪的節(jié)點(diǎn)，美國(guó)以前規(guī)定其塑性轉(zhuǎn)角應(yīng)達(dá)到 O．015rad(≈1／65)，但大量試驗(yàn)表明，塑性轉(zhuǎn)角的試驗(yàn)結(jié)果很離散，且出現(xiàn)了早期破壞，總的說來性能很不穩(wěn)定。 美、日兩國(guó)梁杠混合連接節(jié)點(diǎn)的典型構(gòu)造。 關(guān)鍵詞： 鋼框架 震害 節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì) 襯板 1．前言 1994年1月17日發(fā)生在美國(guó)加州圣費(fèi)南多谷地的北嶺地震（Northridge Earthquake）和 正好一年后1995年1月17日發(fā)生在日本兵庫縣南部地區(qū)的阪神地震(HyogokenNanbu Earthquake)是兩次陸域型強(qiáng)震，都導(dǎo)致了焊接鋼框架梁柱附性連接節(jié)點(diǎn)的廣泛破壞?；旌线B接是一種現(xiàn)場(chǎng)連接，其中梁翼緣與柱用全熔透坡口對(duì)接焊縫連接，梁腹板通過連接板與柱用高強(qiáng)度螺栓連接。 美國(guó)北嶺地震后對(duì)剛框架節(jié)點(diǎn)破壞的調(diào)查 從70年代以來，美國(guó)采用高強(qiáng)螺栓聯(lián)接鋼框架已很普遍，北嶺地震后出現(xiàn)破壞的有100多幢[3] (有的報(bào)導(dǎo)說90多幢[7] 、150多幢[1] 或200多幢[5] )。 焊接鋼框架節(jié)點(diǎn)的破壞，主要發(fā)生在梁的下翼緣，而且一般是由焊縫根部萌生的脆性破壞裂紋引起的。 北嶺地震雖然沒有使鋼框架房屋倒塌，也沒有因鋼框架節(jié)點(diǎn)破壞引起人身傷亡，但使業(yè)主和保險(xiǎn)公司支付了大量的修復(fù)費(fèi)用。圖1是采用箱形柱時(shí)的混合連接示意圖梁翼緣與箱形柱隔板直接焊接[7] 。 3．1 焊縫金屬?zèng)_擊韌性低[3] 美國(guó)北嶺地震前，焊縫多采用E70T4或E70T7自屏蔽藥芯焊條施焊，這種焊條提供的最小抗拉強(qiáng)度480MPa，恰帕沖擊韌性無規(guī)定，試驗(yàn)室試件和從實(shí)際破壞的結(jié)構(gòu)中取出的 連接試件在室溫下的試驗(yàn)表明，其沖擊韌性往往只有1015J，這樣低的沖擊韌性使得連接很易產(chǎn)生脆性破壞，成為引發(fā)節(jié)點(diǎn)破壞的重要因素。 3．3 坡口焊縫處的襯板和引弧板造成人工縫[4] 實(shí)際工程中，往往焊接后將焊接襯板留在原處，這種做法已經(jīng)表明，對(duì)連接的破
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