美日地震后兩國對鋼框架節(jié)點設(shè)計的改進措施(已改無錯字)
2023-07-18 22:40:26 本頁面
【正文】 塑性鉸外移的方案。日本1996年發(fā)表的《鋼結(jié) 構(gòu)工程技術(shù)指針》和1997年發(fā)表的《鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)指針》JASS6等，僅提出了鋼框架梁柱連接節(jié)點的構(gòu)造改進形式，對節(jié)點構(gòu)造特別是扇形切角工藝孔作了不少規(guī)定，目的也是消除可能出現(xiàn)的裂縫，保證結(jié)構(gòu)的非彈性變形。也就是說，日本與美國分別采用了不同的避免脆性破壞的途徑。 梁冀緣焊縫襯板缺口效應的處理[11][6] 在北嶺地震前，美國鋼框架節(jié)點施工中，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，會導致開裂，現(xiàn)在則在焊后將下翼緣的襯板和引弧板割除，同時對焊縫進行檢查[11] 。正如前面曾指出的，在下翼緣的焊縫中部由于焊條通過切角困難，焊接和探傷操作都要被迫中斷，通常存在缺陷，割除襯板后可以目視觀察，從而減少在此部位不易查看到的裂紋。襯板和引弧板可用氣刨割除后再清根補焊，但費用較高，操作不慎還可能傷及母材。研究表明，襯板也可不去除，而將襯板底面邊緣與柱焊接，缺點是無法象去除襯板后能對焊縫進行仔細檢查。 由于上翼緣焊縫處襯板的缺口效應不嚴重，而且它對焊接和超探也沒有妨礙，出于費用考慮，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，試驗表明并無 利影響，因此美國現(xiàn)時做法是上翼緣襯板仍然保留并用焊縫封口。 坡口焊縫的引弧板，在上下翼緣處通常都切除，因為引弧和滅弧處通常都有很多缺用氣切切除后還需打磨，才能消除潛在的裂縫源。 在消除襯板的缺口效應方面，日本是非常重視的。在阪神地震后發(fā)表的技術(shù)規(guī)定中, 對采用H型鋼梁、組合梁，以及采用組合梁時梁預先焊接或與襯板同時裝配，不論是否切角，均采用襯板，對其構(gòu)造包括引弧板，分別作了詳細規(guī)定。 4．3 扇形切角構(gòu)造的改進[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存在產(chǎn)生裂縫的危險，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重要問題。日本震后發(fā)表的技術(shù)規(guī)范中，對扇形切角的設(shè)置也提出一系列規(guī)定，包括不開扇形切角和開扇形切角兩大類，并規(guī)定扇形切角可采用不同形狀；對于柱貫通形和梁貫通形節(jié)點分別規(guī)定了不同的構(gòu)造形式。 柱貫通型節(jié)點的扇形切角形式有兩種，其特點是將扇形切角端部與梁翼緣連接處圓弧半徑減小，以便減少應力集中。日本早就研究不設(shè)扇形切角以提高梁變形能力的方案， 在最近公布的技術(shù)規(guī)定中，根據(jù)目前的焊接技術(shù)水平已將此種方案付諸實施[8][9] 。 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引起節(jié)點破壞。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?美國提出，焊縫的恰帕沖擊韌性(CVN)最小值取29℃時27J(相當于 200F時 20ft1bs)是合適的，可以發(fā)展成為事實上的標準。在最近美國的實際工程中，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。 4．5 將梁腹板與柱焊接[3] 美國SAC在采用犬骨式連接時建議：將以往的腹板栓接改為焊接，用全熔透坡口焊縫 將梁腹板直接焊在柱上或通過較厚連接板焊接。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力。日本在阪神 地震前的研究也已指出，梁端腹板用高強度螺栓連接時，與焊接相比抗彎能力變小，塑性變形能力有明顯差異，但在日本新規(guī)定中尚未看到與美國提出的相類似的要求。 5 .美、日節(jié)點構(gòu)造的比較、根據(jù)美、日鋼框架梁柱節(jié)點構(gòu)造及震后的改進情況，可以看到下列差異： 1)美國認為梁端不能產(chǎn)生塑性變形，采取了將塑性鉸外移的基本對策，提出將節(jié)點局部加強或?qū)⒘壕植肯魅醯姆椒ǎm然目前尚無定論，但從實際發(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。但日本卻沒有采用將塑性鉸外移的方法，而是采取在原構(gòu)造的基礎(chǔ)上消除裂縫的病灶的方法。 2)兩國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所帶來的嚴重后果， 在北嶺地震和阪神地震后都采取了相應對策。美國SAC建議，下翼緣焊縫的襯板宜割除， 然后清根補焊；考慮上翼緣焊縫缺陷一般較少，受力條件較有利以及費用等原因，可對襯邊緣用焊縫封閉。而日本則對H型鋼梁和焊接組合梁(包括梁先焊好和梁與襯板同時裝配兩種情況)以及節(jié)點為柱貫通型或梁貫通型時襯板的設(shè)置，作了詳細規(guī)定。 3)美國在梁腹板端部襯板通過處采用矩形切角(端部呈半圓形)，而不象日本采用圓弧形切角，由于腹板受彎矩較大時將連接板與腹板焊接，從有關(guān)震害情況報導看，沒有發(fā)現(xiàn)這種形式
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