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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:
击韧性使得连接很易产生脆性破坏,成为引发节点破坏的重要因素。在北岭地震后不久所作的大型验证性试验,对焊缝进行十分仔细的操作,做到了确保焊接质量,排除了焊接操作产生的影响。焊缝采用E70T-4型低韧性焊条,尽管焊接操作的质量很高,连接还是出现了早期破坏, 从而证明了焊接缝金属冲击韧性低,是焊接破坏的因素之一。

  3.2 焊缝存在的缺陷[3]

  对破坏的连接所作调查表明,焊接质量往往很差,很多缺陷可以看出明显违背了规范规定的焊接质量要求,不但焊接操作有问题,焊缝检查也有问题。很多缺陷说明,裂缝萌生在下翼缘焊缝中腹板的焊条通过孔附近,该处的下翼缘焊缝是中断的,使缺陷更为明显。该部位进行超声波检查也比较困难,因为梁腹板妨碍探头的设置。因此,主要的连接 焊缝中由于施焊困难和探伤困难出现了质量极差的部位。上冀缘焊缝的施焊和探伤不存在梁腹板妨碍的问题,因此可以认为是上翼缘焊缝破坏较少的原因之一。

  3.3 坡口焊缝处的衬板和引弧板造成人工缝[4]

  实际工程中,往往焊接后将焊接衬板留在原处,这种做法已经表明,对连接的破坏具有重要影响。在加州大学进行的试验表明,衬板与柱翼缘之间形成一条未熔化的垂直界面,相当于一条人工缝,在梁翼缘的拉力作用下会使该裂缝扩大,引起脆性破坏。 其它人员的研究也得出相同结果。

  1995年加州大学Popov等所作的试验,再现了节点的脆性破坏,破裂的速度很高, 事前并无延性表现,因此破坏是灾难性的。研究指出,受拉时切口部位应力最大,破坏是三轴应力引起的,表现为脆性破坏,外观无屈服。他们还通过有限元模拟计算,得出最大应力集中系数出现在梁缘焊接衬板连接处中部,破坏时裂缝将从应力集中系数最大的地方开始,此一结论已为试验所证实。研究表明:大多数节点破坏都起源于下部衬板处。引弧板同样也会引发裂缝。

  3.4 梁翼缘坡口焊缝出现的超应力[3]

  北岭地震后对震前节点进行的分析表明,当梁发展

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