钢框架梁柱刚性节点连接抗震研究.pdf

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1、赵华智等：钢框架梁仕刚性节点连接抗震研究79钢框架梁柱刚性节点连接抗震研究赵华智，周骏(中交第三航务工程勘察设计院有限公司，上海200032)【摘要】由于钢框架结构具有自重轻、延性好、综合抗震性能好等特点，随着钢结构技术的发展，近些年钢框架结构在我国建筑工程中得到越来越广泛的应用。但在国外多次地震灾害中发现，众多建筑物的梁柱连接发生了脆性破坏。本文将通过抗震规范和相关资料，并结合自身的设计经验，研究分析钢框架结构梁柱节点的连接形式以及其抗震性能。【关键词】钢框架；刚性节点；抗震计算【中图分类号】TU392【文献标识码

2、】B【文章编号】1001—6864(2013)05—0079—03常用钢框架结构属刚性钢框架，具有轻质、抗震常见的主要有两大类：性好、基础造价低、施工周期短、质量易保证、商品化(1)加强型节点：如加腋型节点和盖板型节点程度高、外形美观、适用性广、建筑布局灵活合理等优等(图1)。这类节点的特点是梁端部位得到加强，节点，在地震区被广泛采用。长期以来，人们认为传统点的连接强度高于梁本身强度，可以保证节点不先于的梁柱刚性连接节点(梁柱翼缘焊接，腹板螺栓连接)构件破坏。但加腋型节点对梁的跨高比要求严格，适具有很好的韧性，在地震

3、作用下可充分发展塑性变用范围较小。而盖板型节点，受构造要求限制，盖板形。但在美国北岭和日本阪神地震中，梁柱连接节点的厚度不能过厚，会出现抗震验算通不过的情况，并区发生了脆性破坏，破坏位置都在梁下翼缘与柱的焊且加强节点会在节点区域内增加板件的焊缝，而焊缝缝连接处，而且断裂时梁没有明显的塑性变形或未发过多易引起次生应力，对抗震产生一些不利影响。展塑性。因此重新审视梁柱节点抗震设计、保证结构(2)削弱型节点：如狗骨式节点、切缝式节点等的变形和承载能力、提高结构安全度是极其重要的。(图1)。这类节点特点是进行梁的局部削弱，使

4、其先本文结合实际设计经验及相关规范、规程和文献于节点区域形成塑性铰，以充分发挥梁的塑性，起到资料，简要介绍一些梁柱刚性节点抗震构造要求和做保险丝的效果，即保证塑性铰离开梁柱节点，在梁上法以及其各自抗震性能。以此在钢框架结构设计和出现。但狗骨式节点对构件的削弱较明显，降低了构施工过程中给予设计及施工人员参考与帮助。件的承载力，降低了整体结构的刚度。通过一些对狗1常见节点类型骨式节点的试验结果可以看出，虽然达到了使梁削弱由于传统节点在实际应用中出现了破坏，所以必处先出现屈曲的目的，但是其整体结构的耗能性能并须采取新的构造

5、措施来解决抗震问题。经过不断摸不太好。切缝式节点的梁腹板由于切缝的存在，也产索和研究，已有很多种节点型式在工程中得到应用，生了梁的可能失稳问题，在实际工程中较少应用。==]加腋型节点盖板型节点狗骨式节点切缝式节点(a)加强型节点(b)削弱型节点图1节点类型这两类节点的共同的宗旨是“强节点弱构件”，通塑性铰移出节点区，避免梁柱连接焊缝附近的脆性破过构造方式造成节点和构件强弱梯度，均能有效的将坏，以保证在地震作用下节点不先于构件破坏。也有低温建筑技术2013年第5期(总第179期)结合了以上两种类型特点的翼缘加强型狗骨式

6、节点，于构件破坏，达到强节点弱构件的目的。目前尚在理论研究阶段，实际工程中较少采用。理论上，工程师总是希望把梁截面做的更高一目前，实际工程中应用较多的是盖板型节点和狗点，翼缘宽度和厚度尽量小，这样做是最经济、最合理骨式节点。盖板型节点虽有其局限性和缺点，但构造的做法。但实际上截面高度越小、翼缘板越宽越厚，简单，施工较方便，质量易保证。狗骨式节点虽削弱才能满足抗震规范中的计算要求。在实际工程设计了构件，降低了结构刚度，但还在可接受的范围之内，中，工程师选取的梁截面一般很难满足抗震规范第且国内外对这种节点研究很多，证明其

7、能使结构获得8．2．8条的要求，尤其是采用Q345钢时，几乎是不可很好的延性，是一种比较可靠、成熟的做法。能的。所以，必须采用构造方法来满足规范要求。2抗震规范规定3工程实例在GBSO01l一2010《建筑抗震设计规范》中第某三层工业建筑转运站，层高分别为11、7．6、7m，8．2．8条给出了钢结构抗侧力构件的连接计算要求，抗震设防烈度为8度，地震加速度为0．3g，设计地震其中梁柱连接的极限抗弯承式为：分组为第一组，场地类别为Ⅱ类，平面布置见图2。≥M该建筑采用钢框架，楼面采用压型钢板一混凝土式中，，为连接的极限受弯

8、承载力；．，7；为连接系组合楼板。由于工艺设备有很大的水平荷载，并且在数，梁柱焊接时对Q235钢取1．4，对Q345钢取1．3；』lf。地震加速度为0．3g的地区地震作用很强，计算所得结构内力非常大，为防止梁端负弯矩区受压翼缘失稳，为梁的塑性受弯承载力。由公式可看出，梁柱刚性连在框架主梁下翼缘设置水平支撑结构，以保证其稳定接节点的抗震验算能否满