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结构工程师:地震后美日钢框架节点设计的改进
来源: 日期:2008年06月25日 点击:
导说90多幢[7] 、150多幢[1] 或200多幢[5] )。为了弄清破坏的原因,北岭地震后不久,在美国联邦应急管理局(FEMA)资肋下,有加州结构工程协会(SEAOC)、应用技术研究会(ATC)和加州一些大学的地震工程研究单位(CU)等组成了被称为SAC和联合动机构,对此开展了深入调查和研究,以便弄清破坏原因和提出改进措施。

  美国的钢框架梁-柱连接,在50年代多采用铆钉连接,60年代逐步改用高强度螺栓连接。为了评估栓焊混合连接的有效性,曾进行过一系列试验,这种由翼缘焊缝抗弯和腹板螺栓连接抗剪的节点,美国以前规定其塑性转角应达到 O.015rad(≈1/65),但大量试验表明,塑性转角的试验结果很离散,且出现了早期破坏,总的说来性能很不稳定。北岭地震前,德州大学教授Engelhardt就曾对这种连接在大震时的性能产生疑问,指出在大震时要密切注意,对它的的设计方法和连接构造要进行改进[7] .北岭地震证实了这一疑虑,为此SAC通过柏克莱加州大学地震工程研究中心(EERC) 等4个试验场地,进行了以了解震前节点的变形响应和修复性能为目的的足尺试验和改进后的节点试验。对北岭地震前通常做法的节点及破坏后重新修复节点的试验表明全部试 验都观察到了与现场裂缝类似的早期裂缝,试验的特性曲线亦与以前的试验结果相同,梁的塑性转动能力平均为0.05弧度,是SAC经过研究后确定的目标值0.03弧度的1/6,说明北岭地震前钢框架节点连接性能很差,这与地震中的连接破坏是吻合的。而且破坏前 没有看到或很少看到有延性表现,与设想能发展很大延性e6钢框架设计意图是违背的。 焊接钢框架节点的破坏,主要发生在梁的下翼缘,而且一般是由焊缝根部萌生的脆性破坏裂纹引起的。裂纹扩展的途径是多样的,由焊根进入母材或热影响区。一旦翼缘坏了, 由螺栓或焊缝连接的剪力连接板往往被拉开,沿连接线由下向上扩展。最具潜在危险的是由焊缝根部通过柱翼缘和腹板扩展的断裂裂缝。从破坏的程度看,可见裂缝约占20-30%,大量的是用超

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关键字:结构工程师  节点设计
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