美日地震后兩國(guó)對(duì)鋼框架節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的改進(jìn)措施(參考版)
2025-06-20 22:40本頁(yè)面
【正文】 13 / 13。 6)翼緣焊縫的沖擊韌性要滿足30℃時(shí)27J的要求，這種試驗(yàn)我國(guó)過(guò)去沒(méi)有做過(guò)，對(duì)于我國(guó)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。抗震規(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(shí)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(shí)，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(shí)的數(shù)量。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。上翼緣襯板影響較小，暫不作處理。至于日本采用的不開(kāi)切角以及直通式不設(shè)切角的構(gòu)造，因?yàn)槲覀儧](méi)有經(jīng)驗(yàn)，不敢貿(mào)然采用，有持今后對(duì)其性能進(jìn)行驗(yàn)證后再作取舍。根據(jù)美國(guó)報(bào)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(guó)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(shuō)明，必要時(shí)可參考采用。由于日本設(shè)計(jì)的我國(guó)高層鋼結(jié)構(gòu)建筑較多，我國(guó)的設(shè)計(jì)、 制作和安裝人員對(duì)日本的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)造方法比較熟悉，設(shè)計(jì)規(guī)定特別是節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)，大部分是參照日本規(guī)定適當(dāng)考慮我國(guó)特點(diǎn)制訂的，部分規(guī)定吸收了美國(guó)的經(jīng)驗(yàn)。根據(jù)美國(guó)型鋼生產(chǎn)商研究會(huì)所作調(diào)查和建議，(對(duì)A36)(對(duì)A572)，強(qiáng)柱弱梁條件式中柱的抗彎承載力也作了相應(yīng)提高。 7)美國(guó)認(rèn)為，鋼材屈服點(diǎn)高出標(biāo)準(zhǔn)值較多是鋼框架震害的重要原因之一，這也許在美國(guó)特別突出。 6)美國(guó)強(qiáng)調(diào)焊縫沖擊韌性的重要性，規(guī)定了節(jié)點(diǎn)翼緣焊縫的沖擊韌性指標(biāo)，嚴(yán)格焊接工藝的探傷要求。有的文獻(xiàn)認(rèn)為，太厚了可能產(chǎn)生較大殘余應(yīng)力，最好用試驗(yàn)確定。美國(guó)過(guò)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。 只是北嶺地震后，美國(guó)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(wú)此規(guī)定。在94年的文獻(xiàn)[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(qiáng)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(chǔ)備提高了， 這是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的一個(gè)特點(diǎn)。美國(guó)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(shí)，在柱連接板角部應(yīng)將梁腹板與連接板焊接。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(lèi)似美國(guó)采用的切角形式。而日本則對(duì)H型鋼梁和焊接組合梁(包括梁先焊好和梁與襯板同時(shí)裝配兩種情況)以及節(jié)點(diǎn)為柱貫通型或梁貫通型時(shí)襯板的設(shè)置，作了詳細(xì)規(guī)定。 2)兩國(guó)都注意到了梁翼緣坡口焊縫的焊接襯板邊緣存在的缺口效應(yīng)所帶來(lái)的嚴(yán)重后果， 在北嶺地震和阪神地震后都采取了相應(yīng)對(duì)策。 5 .美、日節(jié)點(diǎn)構(gòu)造的比較、根據(jù)美、日鋼框架梁柱節(jié)點(diǎn)構(gòu)造及震后的改進(jìn)情況，可以看到下列差異： 1)美國(guó)認(rèn)為梁端不能產(chǎn)生塑性變形，采取了將塑性鉸外移的基本對(duì)策，提出將節(jié)點(diǎn)局部加強(qiáng)或?qū)⒘壕植肯魅醯姆椒ǎm然目前尚無(wú)定論，但從實(shí)際發(fā)展情況看，因削弱梁截面 的方法省工、效果好，已在某些工程中采用。在北嶺地震前，就已有很多研究指出腹板焊接比栓接性能好，它能更好地傳力，從而減小梁冀緣和翼緣坡口焊縫的應(yīng)力。在最近美國(guó)的實(shí)際工程中，采用E71T8型和E70TGK2型焊條的普通手工焊電弧焊已表明焊縫最小沖擊韌性可滿足上述要求，而采用E7018型藥芯焊條的貼緊焊焊縫沖擊韌性值更高，但都必須按AWS 規(guī)定的焊接和探傷方法操作。 4．4 選用有較高沖擊韌性的焊縫[2][6] 如前所述，焊縫沖擊韌性不足會(huì)引起節(jié)點(diǎn)破壞。 柱貫通型節(jié)點(diǎn)的扇形切角形式有兩種，其特點(diǎn)是將扇形切角端部與梁翼緣連接處圓弧半徑減小，以便減少應(yīng)力集中。 4．3 扇形切角構(gòu)造的改進(jìn)[8][9] 在日本阪神大地震中，由于扇形切角工藝孔的端部起點(diǎn)存在產(chǎn)生裂縫的危險(xiǎn)，是否設(shè)置形切角以及如何設(shè)置，已成為關(guān)系到抗震安全的一項(xiàng)重要問(wèn)題。 在消除襯板的缺口效應(yīng)方面，日本是非常重視的。 由于上翼緣焊縫處襯板的缺口效應(yīng)不嚴(yán)重，而且它對(duì)焊接和超探也沒(méi)有妨礙，出于費(fèi)用考慮，割除上翼緣襯板可能不合算，如果將上翼緣襯板邊緣用焊縫封閉，試驗(yàn)表明并無(wú) 利影響，因此美國(guó)現(xiàn)時(shí)做法是上翼緣襯板仍然保留并用焊縫封口。襯板和引弧板可用氣刨割除后再清根補(bǔ)焊，但費(fèi)用較高，操作不慎還可能傷及母材。 梁冀緣焊縫襯板缺口效應(yīng)的處理[11][6] 在北嶺地震前，美國(guó)鋼框架節(jié)點(diǎn)施工中，通常將襯板和引弧板焊接后留在原處，這種做法，如前所述存在缺口效應(yīng)，會(huì)導(dǎo)致開(kāi)裂，現(xiàn)在則在焊后將下翼緣的襯板和引弧板割除，同時(shí)對(duì)焊縫進(jìn)行檢查[11]
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