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1、趙華智等：鋼框架梁仕剛性節(jié)點(diǎn)連接抗震研究79鋼框架梁柱剛性節(jié)點(diǎn)連接抗震研究趙華智，周駿(中交第三航務(wù)工程勘察設(shè)計(jì)院有限公司，上海200032)【摘要】由于鋼框架結(jié)構(gòu)具有自重輕、延性好、綜合抗震性能好等特點(diǎn)，隨著鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的發(fā)展，近些年鋼框架結(jié)構(gòu)在我國建筑工程中得到越來越廣泛的應(yīng)用。但在國外多次地震災(zāi)害中發(fā)現(xiàn)，眾多建筑物的梁柱連接發(fā)生了脆性破壞。本文將通過抗震規(guī)范和相關(guān)資料，并結(jié)合自身的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，研究分析鋼框架結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)的連接形式以及其抗震性能?！娟P(guān)鍵詞】鋼框架；剛性節(jié)點(diǎn)；抗震計(jì)算【中圖分類號(hào)】TU392【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼

2、】B【文章編號(hào)】1001—6864(2013)05—0079—03常用鋼框架結(jié)構(gòu)屬剛性鋼框架，具有輕質(zhì)、抗震常見的主要有兩大類：性好、基礎(chǔ)造價(jià)低、施工周期短、質(zhì)量易保證、商品化(1)加強(qiáng)型節(jié)點(diǎn)：如加腋型節(jié)點(diǎn)和蓋板型節(jié)點(diǎn)程度高、外形美觀、適用性廣、建筑布局靈活合理等優(yōu)等(圖1)。這類節(jié)點(diǎn)的特點(diǎn)是梁端部位得到加強(qiáng)，節(jié)點(diǎn)，在地震區(qū)被廣泛采用。長期以來，人們認(rèn)為傳統(tǒng)點(diǎn)的連接強(qiáng)度高于梁本身強(qiáng)度，可以保證節(jié)點(diǎn)不先于的梁柱剛性連接節(jié)點(diǎn)(梁柱翼緣焊接，腹板螺栓連接)構(gòu)件破壞。但加腋型節(jié)點(diǎn)對(duì)梁的跨高比要求嚴(yán)格，適具有很好的韌性，在地震

3、作用下可充分發(fā)展塑性變用范圍較小。而蓋板型節(jié)點(diǎn)，受構(gòu)造要求限制，蓋板形。但在美國北嶺和日本阪神地震中，梁柱連接節(jié)點(diǎn)的厚度不能過厚，會(huì)出現(xiàn)抗震驗(yàn)算通不過的情況，并區(qū)發(fā)生了脆性破壞，破壞位置都在梁下翼緣與柱的焊且加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)會(huì)在節(jié)點(diǎn)區(qū)域內(nèi)增加板件的焊縫，而焊縫縫連接處，而且斷裂時(shí)梁沒有明顯的塑性變形或未發(fā)過多易引起次生應(yīng)力，對(duì)抗震產(chǎn)生一些不利影響。展塑性。因此重新審視梁柱節(jié)點(diǎn)抗震設(shè)計(jì)、保證結(jié)構(gòu)(2)削弱型節(jié)點(diǎn)：如狗骨式節(jié)點(diǎn)、切縫式節(jié)點(diǎn)等的變形和承載能力、提高結(jié)構(gòu)安全度是極其重要的。(圖1)。這類節(jié)點(diǎn)特點(diǎn)是進(jìn)行梁的局部削弱，使

4、其先本文結(jié)合實(shí)際設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)及相關(guān)規(guī)范、規(guī)程和文獻(xiàn)于節(jié)點(diǎn)區(qū)域形成塑性鉸，以充分發(fā)揮梁的塑性，起到資料，簡(jiǎn)要介紹一些梁柱剛性節(jié)點(diǎn)抗震構(gòu)造要求和做保險(xiǎn)絲的效果，即保證塑性鉸離開梁柱節(jié)點(diǎn)，在梁上法以及其各自抗震性能。以此在鋼框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和出現(xiàn)。但狗骨式節(jié)點(diǎn)對(duì)構(gòu)件的削弱較明顯，降低了構(gòu)施工過程中給予設(shè)計(jì)及施工人員參考與幫助。件的承載力，降低了整體結(jié)構(gòu)的剛度。通過一些對(duì)狗1常見節(jié)點(diǎn)類型骨式節(jié)點(diǎn)的試驗(yàn)結(jié)果可以看出，雖然達(dá)到了使梁削弱由于傳統(tǒng)節(jié)點(diǎn)在實(shí)際應(yīng)用中出現(xiàn)了破壞，所以必處先出現(xiàn)屈曲的目的，但是其整體結(jié)構(gòu)的耗能性能并須采取新的構(gòu)造

5、措施來解決抗震問題。經(jīng)過不斷摸不太好。切縫式節(jié)點(diǎn)的梁腹板由于切縫的存在，也產(chǎn)索和研究，已有很多種節(jié)點(diǎn)型式在工程中得到應(yīng)用，生了梁的可能失穩(wěn)問題，在實(shí)際工程中較少應(yīng)用。==]加腋型節(jié)點(diǎn)蓋板型節(jié)點(diǎn)狗骨式節(jié)點(diǎn)切縫式節(jié)點(diǎn)(a)加強(qiáng)型節(jié)點(diǎn)(b)削弱型節(jié)點(diǎn)圖1節(jié)點(diǎn)類型這兩類節(jié)點(diǎn)的共同的宗旨是“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件”，通塑性鉸移出節(jié)點(diǎn)區(qū)，避免梁柱連接焊縫附近的脆性破過構(gòu)造方式造成節(jié)點(diǎn)和構(gòu)件強(qiáng)弱梯度，均能有效的將壞，以保證在地震作用下節(jié)點(diǎn)不先于構(gòu)件破壞。也有低溫建筑技術(shù)2013年第5期(總第179期)結(jié)合了以上兩種類型特點(diǎn)的翼緣加強(qiáng)型狗骨式

6、節(jié)點(diǎn)，于構(gòu)件破壞，達(dá)到強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件的目的。目前尚在理論研究階段，實(shí)際工程中較少采用。理論上，工程師總是希望把梁截面做的更高一目前，實(shí)際工程中應(yīng)用較多的是蓋板型節(jié)點(diǎn)和狗點(diǎn)，翼緣寬度和厚度盡量小，這樣做是最經(jīng)濟(jì)、最合理骨式節(jié)點(diǎn)。蓋板型節(jié)點(diǎn)雖有其局限性和缺點(diǎn)，但構(gòu)造的做法。但實(shí)際上截面高度越小、翼緣板越寬越厚，簡(jiǎn)單，施工較方便，質(zhì)量易保證。狗骨式節(jié)點(diǎn)雖削弱才能滿足抗震規(guī)范中的計(jì)算要求。在實(shí)際工程設(shè)計(jì)了構(gòu)件，降低了結(jié)構(gòu)剛度，但還在可接受的范圍之內(nèi)，中，工程師選取的梁截面一般很難滿足抗震規(guī)范第且國內(nèi)外對(duì)這種節(jié)點(diǎn)研究很多，證明其

7、能使結(jié)構(gòu)獲得8．2．8條的要求，尤其是采用Q345鋼時(shí)，幾乎是不可很好的延性，是一種比較可靠、成熟的做法。能的。所以，必須采用構(gòu)造方法來滿足規(guī)范要求。2抗震規(guī)范規(guī)定3工程實(shí)例在GBSO01l一2010《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》中第某三層工業(yè)建筑轉(zhuǎn)運(yùn)站，層高分別為11、7．6、7m，8．2．8條給出了鋼結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件的連接計(jì)算要求，抗震設(shè)防烈度為8度，地震加速度為0．3g，設(shè)計(jì)地震其中梁柱連接的極限抗彎承式為：分組為第一組，場(chǎng)地類別為Ⅱ類，平面布置見圖2?！軲該建筑采用鋼框架，樓面采用壓型鋼板一混凝土式中，，為連接的極限受彎

8、承載力；．，7；為連接系組合樓板。由于工藝設(shè)備有很大的水平荷載，并且在數(shù)，梁柱焊接時(shí)對(duì)Q235鋼取1．4，對(duì)Q345鋼取1．3；』lf。地震加速度為0．3g的地區(qū)地震作用很強(qiáng)，計(jì)算所得結(jié)構(gòu)內(nèi)力非常大，為防止梁端負(fù)彎矩區(qū)受壓翼緣失穩(wěn)，為梁的塑性受彎承載力。由公式可看出，梁柱剛性連在框架主梁下翼緣設(shè)置水平支撐結(jié)構(gòu)，以保證其穩(wěn)定接節(jié)點(diǎn)的抗震驗(yàn)算能否滿