地震后美日鋼框架節(jié)點設(shè)計的改進-資料下載頁
2025-04-17 00:21本頁面
【正文】 的切角引發(fā)多少裂縫。日本為消除梁端扇形切角端部的應(yīng)力集中，作出一系列規(guī)定，包括不作扇形切角、梁腹板用直線切剖不設(shè)扇形切角的方法以及允許采用不同形式的切角等，如在與梁翼緣連接處將曲率半徑變小和采用類似美國采用的切角形式。 4)美日兩國都規(guī)定，節(jié)點按翼緣連接受彎矩和腹板連接受剪力的要求設(shè)計。美國附加規(guī)定了當(dāng)梁翼緣的受彎承載力小于截面受彎承載力的70％或梁腹板受彎承載力大于截面受彎承載力的30％時，在柱連接板角部應(yīng)將梁腹板與連接板焊接。日本過去在梁端混合連接中，采用彎矩由翼緣連接承受，剪力由腹板連接承受的設(shè)計方法，螺栓一般配置一列。在94年的文獻[5]中指出，現(xiàn)在該處的連接必需滿足保有耐力連接的條件，考慮腹板高強螺栓連接也要部分地承受彎矩，要求布置2列到3列，與以前的連接相比，抗彎承載力儲備提高了， 這是結(jié)構(gòu)設(shè)計上的一個特點。這些都是北嶺和阪神地震前的情況，震后基本上沒有改變。 只是北嶺地震后，美國建議將梁腹板直接與柱焊接或與連接板焊接，以便減小梁翼緣焊縫處的焊縫應(yīng)力，日本則尚無此規(guī)定。 5)與梁翼緣對應(yīng)位置的柱加勁肋(美國叫做連續(xù)板)，日本一貫規(guī)定應(yīng)比對應(yīng)的梁翼緣 厚度大一級，認為這是關(guān)鍵部位，為此多用一點材料是很值得的。美國過去根據(jù)傳遞梁翼 緣壓力的需要確定，考慮一部分內(nèi)力由柱腹板直接傳遞，加勁肋厚度顯著小于梁翼緣厚度。 而且曾有一些設(shè)計規(guī)定，例如可取厚度等于梁翼緣厚度的一半。有的文獻認為，太厚了可能產(chǎn)生較大殘余應(yīng)力，最好用試驗確定。北嶺地震中，有些加勁肋屈曲了，有的學(xué)者己提出改為與梁翼緣等厚的建議。 6)美國強調(diào)焊縫沖擊韌性的重要性，規(guī)定了節(jié)點翼緣焊縫的沖擊韌性指標，嚴格焊接工藝的探傷要求。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。 7)美國認為，鋼材屈服點高出標準值較多是鋼框架震害的重要原因之一，這也許在美國特別突出。美國鋼材屈服點超過標準值很多，過去就有報導(dǎo)，如低碳鋼A36的屈服強度可高達48ksi，抗拉強度可高達701Csi，它使連接實際要求的承載力大大提高，當(dāng)按設(shè)計不能滿足時，就要出現(xiàn)破壞。根據(jù)美國型鋼生產(chǎn)商研究會所作調(diào)查和建議，(對A36)(對A572)，強柱弱梁條件式中柱的抗彎承載力也作了相應(yīng)提高。6．我國采取的對策 我國早期的高層建筑鋼結(jié)構(gòu)基本上都是國外設(shè)計的，我國的設(shè)計施工規(guī)程是在學(xué)習(xí)國外先進技術(shù)的基礎(chǔ)上制訂的。由于日本設(shè)計的我國高層鋼結(jié)構(gòu)建筑較多，我國的設(shè)計、 制作和安裝人員對日本的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)造方法比較熟悉，設(shè)計規(guī)定特別是節(jié)點設(shè)計，大部分是參照日本規(guī)定適當(dāng)考慮我國特點制訂的，部分規(guī)定吸收了美國的經(jīng)驗。美國北嶺地震和日本阪神地震后所發(fā)表的報導(dǎo)，對我們有很大啟示，在我國抗震規(guī)范中對高層鋼結(jié)構(gòu)的節(jié)點 設(shè)計擬提出如下建議： 1)將梁截面局部削弱，可以確保塑性鉸外移，這種構(gòu)造具有優(yōu)越的抗震性能。根據(jù)美國報導(dǎo)，梁翼緣削弱后可將受彎承載力降至0．8Mp，因鋼材用量要增多，結(jié)合我國情況作為 主要形式推廣將難以接受，可將此方案列入了條文說明，必要時可參考采用。 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，規(guī)定圓弧起點與襯板外側(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。至于日本采用的不開切角以及直通式不設(shè)切角的構(gòu)造，因為我們沒有經(jīng)驗，不敢貿(mào)然采用，有持今后對其性能進行驗證后再作取舍。 3)在消除襯板的缺口效應(yīng)方面，考慮割除襯板弄得不好會傷及母材，且費用較高，故采用角焊縫封閉襯板邊緣的方法。上翼緣襯板影響較小，暫不作處理。下翼緣襯板邊緣建議用6mm角焊縫沿下翼緣全寬封閉。因仰焊施工不便，角焊縫最多只能做到6mm；為了更 好地消除缺口效應(yīng)，應(yīng)要求焊沿翼緣全寬滿焊。 4)在翼緣焊接腹板栓接的混合連接中，按照彎矩僅由翼緣連接承受和剪力僅由腹板連接承受的原則設(shè)計時，在某些情況下是不安全的，因為當(dāng)腹板的截面模量較大時，腹板要承受一部分彎矩?？拐鹨?guī)范修訂草案除規(guī)定腹板螺栓連接應(yīng)能承受梁端屈服時的剪力外， 還規(guī)定當(dāng)梁翼緣截面模量小于梁截面模量70％時，腹板螺栓不得少于2列，每列的螺栓數(shù)不得少于采用一列時的數(shù)量。 5)我國在梁翼緣對應(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，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。 6)翼緣焊縫的沖擊韌性要滿足30℃時27J的要求，這種試驗我國過去沒有做過，對于我國鋼結(jié)構(gòu)制作單位是否可以做到，需待調(diào)查后再確定是否列入。 這時要附帶說明，美國SAC的有關(guān)規(guī)定是適用于美國4類地區(qū)，大體相當(dāng)于7 度強、9度地區(qū)，我國6度地區(qū)可適當(dāng)放寬。13 / 13
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