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对钢框架结构节点抗震设计思想的分析

2012-07-30代江

山西建筑 2012年21期
关键词:框架结构承载力焊缝

代 江

(新疆哈密矿务局勘察设计院,新疆哈密 839003)

0 引言

钢结构具有强度高、延性好、重量轻等特点,因此抗震性能较好。但如果在加工和连接工艺方面有些问题,加之外部环境的影响,就可能出现地震作用下的局部破坏,甚至整体倒塌[1]。因此,钢结构的抗震问题也是需要认真研究的。本文针对最常见的钢框架结构,考虑到节点的重要性,将对节点的抗震设计思想进行深入分析,有助于加深对节点抗震设计思路和具体方法的理解,最后给出了实例说明。

1 钢框架结构的节点

和混凝土框架结构相同,钢框架结构一般采用刚性节点,由焊接或高强度螺栓连接。常用的连接构造如图1所示。

2 节点的震害

由于节点传力集中、构造复杂,施工难度大,容易造成应力集中、强度不均衡现象,再加上可能出现的焊缝缺陷、构造缺陷,所以节点破坏是地震中发生最多的一种破坏[2]。

梁柱节点域的破坏形式主要有:加劲板的屈曲和开裂、加劲板焊缝出现裂缝、腹板的屈曲和裂缝等。采用焊接形式的梁柱刚性节点出现连接裂缝或断裂破坏的原因主要有[3]:

1)焊缝缺陷;

2)三轴应力影响:梁柱连接的焊缝变形由于受到梁和柱约束,施焊后焊缝残存三轴拉应力,使材料变脆;

3)构造缺陷:梁翼缘与柱连接处的垫板一般在焊接后就留在结构上,与柱翼缘之间容易成为裂缝发展的起源。

3 刚性节点的抗震设计内容

刚性节点的抗震设计内容具体包括以下几点。

3.1 承载力验算

由于节点的破坏将带来相连的若干个构件的破坏,所以在抗震设计中,要求节点连接的承载力应高于构件的屈服承载力,所谓“强节点、弱构件”[4]。……

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