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钢结构讲座心得

钢结构讲座情形介绍

一.讲座地址:

江苏无锡紫京饭馆二楼会议室

二.讲座时刻:

2005年11月13日~2005年11月16日

三.讲座的要紧内容:

(一)《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ99-98)

主讲人:

中国建筑设计研究院陈富生

(二)《门式刚架轻型衡宇钢结构技术规程》(CECS102-2002)

主讲人:

福州大学魏潮文

(三)《钢管混凝土技术简介》

主讲人:

福州大学杨有福

(四)《空间结构简介》

主讲人:

华南工业大学王仕统

四.要紧收成

(一)钢结构设计的一样问题1.判定结构是不是适合用钢结构依照钢结构自身特点,钢结构通经常使用于高层(在我国现时期主若是超高层和混凝土结构不适宜的地址)、大跨度、体型复杂、荷载或吊车起重量大、有较大振动、密封性要求高、要求能活动或常常装拆的结构。

如:

有标志性建筑、体育馆、歌剧院、大桥、电视塔、仓棚、工厂、住宅(尚处于起步时期)和临时建筑等。

2.结构选型与结构布置在钢结构设计的整个进程中,最要紧的是“概念设计”,尤其在结构选型与布置时期。

对一些难以作出精准理性分析或标准尚未明确的方面,可依据从整体结构体系与分体系之间的力学关系、破坏机理、震害、实验现象和工程体会所取得的设计思想,从全局的角度来确信操纵结构的布置及细部方法。

运用概念设计迅速、有效地进行构思、比较与选择。

所得结构方案以易于计算、概念清楚、定性正确,并可幸免结构分析没必要要的繁琐运算和与计算程序假定条件不符引发的计算错误。

钢结构通常有框架、桁架、网架(壳)、索膜、轻钢、塔桅等结构型式,就咱们日常所碰到的情形,其理论与技术多数比较成熟。

结构选型时,应考虑它们不同的特点。

如在轻钢工业厂房中,当有较大悬挂荷载或移动荷载(如吊车荷载大于20T),选门式刚架就要慎重。

建筑或工艺、管道许诺时,在框架中布置支撑会比简单的节点刚接的框架有更好的经济性。

屋面覆盖跨度较大的建筑中,可选择构件受拉为主的悬索或索膜结构体系。

高层钢结构设计中,常采纳钢混凝土组合结构,在地震烈度高或很不规那么的高层中,不该单纯为了经济去选择不利抗震的核心筒加外框的形式。

结构的布置要依照体系特点、荷载散布情形及性质等综合考虑,一样的说要刚度均匀,力学模型清楚,尽可能限制大荷载或移动荷载的阻碍范围,使其以最直接的线路传递到基础。

柱间抗侧支撑的散布应均匀,其形心要尽可能靠近侧向力(风震)的作用线,不然应考虑结构的扭转。

结构的抗侧应有多道防线。

比如有支撑框架结构,柱子至少应能单独经受1/4的总水平力。

框架结构的楼层平面次梁的布置,有时能够调整其荷载传递方向以知足不同的要求。

一样为了减小截面沿短向布置次梁,可是这会使主梁截面加大,减少了楼层净高,顶层边柱也有时会吃不消,现在把次梁支撑在较短的主梁上能够捐躯次梁保住主梁和柱子。

3.预估截面结构布置终止后,需对构件截面作初步估算。

主若是梁柱和支撑等的断面形状与尺寸的假定。

钢梁可选择槽钢、轧制或焊接H型钢截面等。

依照荷载与支座情形,其截面高度通常在跨度的1/20~1/50之间选择。

翼缘宽度依照梁间侧向支撑的间距按l/b限值肯按时,可回避钢梁的整体稳固的复杂计算。

确信了截面高度和翼缘宽度后,其板件厚度可按标准中局部稳固的构造规定预估。

柱截面按长细比预估。

通常50<λ<150,简单项选择择值在100周围。

依照轴心受压、双向受弯或单向受弯的不同,可选择钢管或H型钢截面等。

对应不同的结构,标准中对截面的构造要求有专门大的不同。

如钢结构所特有的组成构件的板件的局部稳固问题。

在普钢标准和轻钢标准中的限值有专门大的区别(同时应知足抗震标准)。

构件截面形式的选择多种多样,设计时应该依照构件的受力情形,合理的选择平安经济美观的截面。

4.结构分析目前钢结构实际设计中,结构分析一样为线弹性分析。

新近的一些有限元软件能够部份考虑几何非线性及钢材的弹塑性能。

5.工程判定

要正确利用结构软件,还应付其输出结果做“工程判定”。

比如,评估各向周期、总剪力、变形特点等。

依照“工程判定”选择修改模型从头分析,仍是修正计算结果。

要专门注意,不同的软件会有不同的适用条件。

另外,工程设计中的计算和精准的力学计算本身常有必然距离。

为了取得有效的设计方式,有时会用误差较大的假定,但对这种误差,会通过“适用条件、概念及构造”的方式来保证结构的平安。

钢结构设计中,“适用条件、概念及构造”是比定量计算更重要的内容。

再确实是,不该该过度信任与依托结构软件。

美国一名学者曾警告说:

“误用运算机造成结构破坏而引发灾难只是一个时刻的问题。

”注重概念设计和工程判定是幸免这种工程灾难的方式。

6.构件设计

构件的设计第一是材料的选择。

比较经常使用的是Q235和Q345。

通常主结构利用单一钢种以便于工程治理。

从经济考虑,也能够选择不同强度钢材的组合截面。

当强度起操纵作历时,可选择Q345;稳固操纵时,宜利用Q235。

当前的结构软件,都提供截面验算的后处置功能。

由于程序技术的进步,一些软件能够将验算时不通过的构件,从给定的截面库里选择加大一级,并自动从头分析验算,直至通过,如sap2000等。

这是常说的截面优化设计功能之一。

它减少了结构师的很多工作量,可是,但应注意两点:

(1)软件在做构件(主若是柱)的截面验算时,计算长度系数的取定有时会不符合标准的规定。

目前所有的程序都不能完全解决那个问题。

因此,尤其关于节点连接情形复杂或变截面的构件,结构师应该逐个检查。

(2)当上面第“3”条中预估的截面不知足时,加大截面应该分两种情形区别对待。

1)强度不知足,通常加大组成截面的板件厚度。

其中,抗弯不知足加大翼缘厚度,抗剪不知足加大腹板厚度。

2)变形超限,通常不该加大板件厚度,而应考虑加大截面的高度,不然,会很不经济。

利用软件的前述自动加大截面的优化设计功能,很难考虑上述强度与刚度的区分,事实上,常常并非适合。

7.节点设计连接节点的设计是钢结构设计中重要的内容之一。

在结构分析前,就应该对节点的形式有充分试探与确信。

常常显现的一种情形是,最终设计的节点与结构分析模型中利用的形式不完全一致,这必需幸免。

按传力特性不同,节点分刚接、铰接和半刚接。

宜选择能够简单定量分析的前二者。

连接的不同对结构阻碍甚大。

比如,有的刚接节点尽管经受弯矩没有问题,但会产生较大转动,不符合结构分析中的假定,会致使实际工程变形大于计算数据等的不利结果。

连接节点有等强设计和实际受力设计两种经常使用的方式。

前者偏平安选用。

通常有焊缝及螺栓连接的表格等供设计者查用。

也能够利用结构软件的后处置部份来自动完成。

具体设计要紧包括以下内容:

(1)焊接:

对焊接焊缝的尺寸及形式等,标准有强制规定,应严格遵守。

焊条的选用应和被连接金属材质适应,E43对应Q235,E50对应Q345。

Q235与Q345连接时,应该选择低强度的E43,而不是E50。

焊接设计中不得任意加大焊缝,焊缝的重心应尽可能与被连接构件重心接近,详细内容可查标准关于焊缝构造方面的规定。

(2)栓接:

铆接形式,在建筑工程中,现已很少采纳。

一般螺栓抗剪性能差,可在次要结构部位利用。

高强螺栓,利用日趋普遍。

级级两个强度品级。

依照受力特点分承压型和摩擦型,二者计算方式不同。

高强螺栓最小规格M12。

经常使用M16~M30。

超大规格的螺栓性能不稳固,设计中应慎重利用。

自攻螺丝用于板材与薄壁型钢间的次要连接。

国外在低层墙板式住宅中,也经常使用于主结构的连接。

(3)连接板:

可简单取其厚度为梁腹板厚度加4mm,然后验算净截面抗剪等。

(4)梁腹板:

应验算栓孔处腹板的净截面抗剪,承压型高强螺栓连接还需验算孔壁局部承压。

(5)节点设计必需考虑安装螺栓、现场焊接等的施工空间及构件吊装顺序等。

构件运到现场无法安装是初学者长犯的错误。

另外,还应尽可能使工人能方便的进行现场定位与临时固定。

(6)节点设计还应考虑制造厂的工艺水平。

比如钢管连接节点的相贯线的切口需要数控机床等设备才能完成。

8.图纸编制钢结构设计出图分设计图和施工详图两时期,设计图为设计单位提供,施工详图通常由钢结构制造公司依照设计图编制,有时也会由设计单位代为编制。

由于最近几年钢结构项目增多和设计院钢结构工程师缺乏的矛盾,有设计能力的钢结构公司参与设计图编制的情形也很普遍。

(1)设计图:

是提供制造厂编制施工详图的依据。

深度及内容应完整但不杂乱。

在设计图中,关于设计依据、荷载资料(包括地震作用)、技术数据、材料选用及材质要求、设计要求(包括制造和安装、焊缝质量查验的品级、涂装及运输等)、结构布置、构件截面选用和结构的要紧节点构造等均应表示清楚,以利于施工详图的顺利编制,并能正确表现设计的用意。

要紧材料应列表表示。

(2)施工详图:

又称加工图或放样图等。

深度须能知足车间直接制造加工,不完全相同的另构件单元须单独绘制表达,并应附有详尽的材料表。

设计图及施工详图的内容表达方式及出图深度的操纵,目前比较混乱,各个设计单位之间及其与钢结构公司之间不尽相同。

初学者可参考他人的优秀设计并参考相关的工具书,并依据标准规定编制。

(二)《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ99-98)

1.因为高钢规正在修编中,且改动较大,故讲解以节点设计为主。

2.多、高层衡宇钢结构梁柱刚性连接节点设计

经常使用的一样建筑钢结构,都是由假设干竖杆、水平杆或加上斜杆组成抗侧力的框架、或框架支撑结构。

这些杆件的组合,之因此能成为一个承力构件,能承担必然的竖向荷载和水平荷载,靠的确实是各杆件之间的节点将这些杆件用各类不同的连接方式和连接件将它们连接成为一个非机动构架,这种杆件系统的构件,在外荷载作用下,一旦节点发生破坏,整个结构就会成为机动构架而失去承载能力。

在以往国外多次地震中,常常发生钢框架节点和竖向支撑节点破坏的事例,专门是1994年发生在美国的北岭地震和1995年发生在日本的阪神地震,有好几十幢衡宇钢结构倒塌,好几百幢多、高层衡宇钢结构的梁柱刚性连接节点受到严峻破坏,引发了世人的极大关注,促使一些国家的学者、科技人员增强了这方面的研究,其重要性显得尤其突出。

我国是世界上蒙受地震最严峻的国家之一,不论是历史上仍是现代,地震在中国的死亡人数和经济损失活着界上都是居于首位。

活着界近代地震史中,死亡人数最多的一次,就发生在我国,即1976年河北唐山7.8级地震,死24万余人。

地震在我国造成的经济损失十分庞大,据建国以来十几回7级以上地震的不完全统计衡宇倒塌1亿多平方米,直接经济损失达数百亿之多。

就以最近几年为例,在我国新疆、西藏、云南、内蒙古自治区前后就发生了多起6级左右的地震。

这就说明了地震活动在我国仍是相当频繁的,因此正确地熟悉我国地震活动的特点和我国经济力量的现狀,充分运用国内、国外现代地震科学技术的成绩,采纳合理的,既平安又经济的抗震设计方式,来改善建筑物的抗震性能,减轻城乡地震灾害,是咱们每一个结构设计人员义不容辞的使命。

因此在多层和高层钢结构衡宇抗震设计工作中,连接节点设计,在整个设计工作中应将其视为一个超级重要的组成部份。

节点设计是不是适当,将直接阻碍到结构承载力的靠得住性和平安性。

因此节点设计相当重要,应予以足够的重视。

可是,在多、高层衡宇钢结构中,连接节点很多(如国家标准图01SG519所编制的诸多节点也只是高层钢结构衡宇中一样性的经常使用节点),讲座要紧就梁柱刚性连接的节点和与之相关的一些节点进行了讲解。

依照现行的《建筑抗震设计标准》GB50011-2001,多层和高层衡宇钢结构的连接节点的抗震设计应分两个时期进行,而各个时期所采纳的计算公式别离如下:

一是,当遭遇多遇地震作用(小震)时,应采纳表达式。

即抗震标准公式()。

(该条在标准中为必需严格执行的强制性条文。

式中:

S—考虑多遇地震作历时,荷载效应和地震作用效应在结构构件中的组合设计值,包括:

组合的弯矩、轴向和剪力设计值。

R—结构构件及其连接的承载力设计值。

—结构构件及其连接的承载力抗震调整系数(关于框架梁、柱取;连接焊缝取;连接螺栓、节点板件取;支撑取等)。

二是,当遭遇超过量遇地震(小震)作用至大体烈度(中震)设防,或遭遇罕遇地震作用(大震)、按(大震烈度)设防时,标准还要求用公式即抗震标准公式()进行连接的极限承载力验算。

可是,在执行上述标准时,不同的设计人员,极可能在相同设计条件下设计出三种承载力相差超级差异的连接作法,这三种不同的作法是:

一是,当按计算时,完全按组合内力来设计连接节点。

二是,组合内力只是作为设计构件截面的依据。

但在节点连接设计时,是取高于构件的最大承载力设计值作为节点的作使劲来对节点连接进行设计与验算。

三是,完全抛开以上两种设计方式,而是完全依照公式来进行连接的极限承载力计算。

以上三种截然不同的设计方式,将直接阻碍到设计的节点是不是知足“强节点弱杆杆”的抗震要求。

是不是能实现“小震不坏,大震不倒”设计目标的全然问题,因此下面将着重讨论证明前面所提到的第一种是错误的,第三种设计理念尽管可取,但式中系数取值有问题,很不平安。

唯第二种设计计算方式才是比较正确的,但也还存在着不够完善的问题。

1)第一种方式(即按组合内力来设计的方式),采纳该法的理论依照是,以为在多遇地震作用下,结构处于弹性时期,连接设计只要依照组合内力,并依照梁的应力强度比(即梁的地震组合弯矩设计值乘以梁的承载力抗震调整系数后,在梁截面中产生的弯曲应力与梁的钢材强度设计值之比)来进行设计即可。

且以为可按以下三种不同情形别离进行处置,为了方便说明问题,在此引用一个具体数字来讲明这一方式的思路。

假定梁端有一个1000KNm的地震组合弯矩,并将表达式变换为。

在验算梁截面时,要求梁截面抗弯承载力设计值必需≥0.75x1000=750KNm,但在确信梁端的焊缝连接时,其焊缝截面的抗弯承载力设计值就必需要≥0.9x1000=900KNm。

即在相同组合弯矩作用下,通过标准采纳不同的调整系数调整后,就变成了在设计焊缝连接与设计梁截面时,别离采纳不同的内力设计值来进行设计。

即在设计连接焊缝时所取的内力设计值,就应是梁截面内力设计值的倍。

A.若是所设计的梁截面恰好等于750KNm(即应力比恰好等于时),由于梁端连接焊缝的抗弯承载力设计值需要900KNm,现在梁端整个截面即便采纳全熔透的对接焊缝,也只能经受750KNm的弯矩。

如何办?

可采纳增强式连接来解决(如加盖板;或局部加宽梁端翼缘板,或在梁端下翼缘加腋板等方法来增大焊缝的截面积以增大焊缝的抗弯能力)。

B.若是在梁端不采纳增强的作法,而是在工厂采纳全焊缝连接的常规作法。

由于焊缝的抗弯承载力最多只能作到与梁截面的抗弯承载等强,现在就必需要改用一个能经受900KNm的梁截面,但现在由于梁截面只需用750KNm的弯矩值来设计,梁的承载力有富裕不能充分利用,其应力强度比(即梁的地震组合弯矩设计值乘以梁的承载力抗震调整系数后,在梁截面中产生的弯曲应力与梁的钢材抗拉强度设计值之比)只用到了。

C.若是在梁端仍不采纳增强的作法,而是在梁端采纳栓焊连接的另一种常规作法(即梁腹板与柱之间采纳只传递剪力的螺栓连接,梁翼缘与柱之间采纳只传递弯矩的全熔透坡口对接焊)由于焊缝的抗弯承载力最多只能作到梁截面抗弯承载力设计值的85%,现在就必需要改用一个能经受900/0.85=1060KNm的梁截面,但现在由于梁截面只需用750KNm的弯矩值来设计,梁的承载力加倍富裕而不能充分利用,其应力强度比只用到了0.75x0.85/0.9=0.7。

总结:

连接设计的第一种方式,从上面的具体算例能够看出,若是在抗震的节点连接设计中,按地震组合内力来进行设计,就必然显现下面归纳的三种情形:

A.当梁的应力强度比大于时,就应开始在梁端采取增强方法来增大焊缝的抗弯承载力,当梁的应力强度比大到等于时,其增强后的焊缝抗弯承载力设计值就应不小于梁截面抗弯承载力设计值的倍。

(该即为焊缝的抗震调整系数,与梁的抗震调整系数之比)。

如以下图所示:

B.当梁的应力强度比小于时,在梁端就能够够没必要增强,而只需采纳全焊接连接(即截面的抗弯等强连接)就可知足使焊缝的抗弯承载力设计值大于组合内力设计值的倍的要求。

如以下图所示:

C.当梁的应力强度比小于时,在梁端还能够采纳栓焊连接的作法(即梁腹板与柱之间采纳只传递剪力的螺栓连接,梁翼缘与柱之间采纳只传递弯矩的全熔透坡口对接焊)一样也能使栓焊连接的承载力大于组合内力设计值倍的要求。

如以下图所示:

依照以上的思维方式来设计抗震连接节点是不是就能够够了呢?

若是单从多遇地震作用效应来进行以上的设计,仿佛是可行的,但从抗震设计的原理和本地震烈度高于多遇地震时来看,却又是不可行的。

因为,咱们的设计目标不单单是只知足小震不坏的强度要求,而更重要的是要实现大震不倒的设计目标。

如按组合内力来设计连接节点,只能说,其连接只能抗小震而不能抗大震。

这是因为:

本地震烈度高于多遇地震进入设防烈度的进程中,凡是应力比较低(即截面较大)的抗侧力构件,由于仍处于弹性时期,其构件内力仍将继续随地震作用的加大而加大(因为多遇地震的烈度要比大体烈度低1.55度。

其地面加速度和地震阻碍系数最大值是设防烈度地面加速度和地震阻碍系数最大值的0.35倍),梁的弯曲应力比必然也将随之增大到1。

一样,也需要把前面的第二、第三两种节点连接形式的梁端截面局部加大,使连接焊缝的抗弯承载力设计值达到不小于框架梁抗弯承载力设计值的倍,才能确保框架梁在大震时进入塑性,使延性取得充分发挥。

不然,只加大截面而不增强连接,那么连接焊缝的弯曲应力必然高于梁端截面的弯曲应力。

本地震作用不断加大时,就很容易发生当梁端截面还未进入塑性之前,处于梁端薄弱的连接焊缝,就会因弯曲应力太高而发生“脆性破坏”。

2)第二种设计方式(即杆件承载力设计法)

之前面的论述说明:

在多遇地震时期,按表达式对构件和节点连接进行设计验算时,结构构件的地震内力组合设计值只能作为操纵构件截面的依据。

当结构构件截面决定以后,只若是在塑性区段,就应改用以构件的承载力来进行连接设计。

如关于框架结构中的梁柱刚性连接节点,就应使梁端焊缝的抗弯承载力设计值不得小于框架梁抗弯承载力设计值的倍。

无疑第二种设计方式(即杆件承载力设计法)才是正确的

从理论上讲,在梁柱的连接节点中,若是连接焊缝真正做到了与被连接构件的等强连接而又无瑕疵和缺点的话,是不需要采取任何增强方法的。

但事实上由于在梁端的焊缝连接处存在诸多不利因素,如焊接工艺孔对梁腹板截面的减弱;对接焊缝不可幸免的存在某些缺点(如焊接产生的气孔、夹渣、熔敷金属未完全熔合、弧坑、咬边、焊后收缩产生的微裂痕);热阻碍区产生的残余应力的不利因素;和还应考虑到当梁截面在形成塑性铰时,由于有的钢材屈服强度偏高而加大连同意力的不利因素等等。

因此在标准的强制性条文中别离将焊缝的取,将梁的取,焊缝连接的承载力高于构件承载力设计值的倍仍是比较合理的。

此处的,可视为连接的增强系数。

有了那个增强系数,就能够够较好的保证当框架梁的端部显现塑性铰时,梁端的连接大体还处于弹性状态。

就能够够在本地震烈度高于多遇地震烈度时,框架梁在尚未显现塑性铰之前,节点连接就可幸免过早的发生脆性破坏。

使结构的整体性取得保证。

依照这一原那么设计的连接,就能够够有把握地实现以下两个设计目标:

一是,能够保证结构在多遇地震作用下,各结构构件都具有足够的强度并使连接的应力低于框架梁的应力,以实现小震不坏的设计目标。

二是,能够保证本地震烈度高于多遇地震烈度时,迫使处于高应力下的框架梁率先进入塑性、进展成为塑性铰,使钢结构的良好延性取得充分的发挥来耗散地震能量,实现大震不倒的设计目标。

这一设计理念是与目前美国自1994年北岭此震以后在设计思想方面所发生的转变和采纳的设计方式是一致的。

对照现行标准中梁端未采取任何增强方法的栓焊连接节点作法和全焊连接的作法,都是不知足连接的承载力应大于构件承载力设计值1.2倍要求的。

而只有在梁端采纳局部加大截面,或在离梁端不远处将梁的上下翼缘进行减弱,以增大焊缝的抗弯能力(或降低焊缝的弯曲应力)才能够取得解决。

但局部加大梁端截面(或减弱)后,就必然使塑性铰外移,显现所谓的增强式连接和减弱式连接。

尽管这些作法给加工带来很多麻烦、增加造价。

但自1994年美国北岭地震和1995年日本阪神地震以后,在一些国家中都乐于采纳这种加工都比较麻烦的增强式连接和减弱式连接,也正是由于原先的焊接连接节点抗弯能力很差,即或是在梁端采纳全焊接连接,名义上等强,但事实上也并非必然等强,在地震中照样也蒙受到破坏、并非十分靠得住而不能不采取的连接增强方法。

但第二种设计方式在标准中尚存在着不分地震烈度、结构类型,衡宇高度等的不同情形,通通一概将取为同一数值欠妥的现象如钢梁的为0.75,连接焊缝的为0.9,那么连接焊缝的承载力,通通都应是钢梁承载力的1.2倍,这关于设防烈度只有六、7度的衡宇来讲显然是不合理的。

同时标准还存在着没有提供当梁端采纳增强式连接后相应的连接计算方式和公式。

关于这一问题,在这次《高钢规》的修订中,正在研究解决。

3)第三种设计方式(极限承载力设计法)

即用公式进行连接计算的方式。

采纳该法的理论依照,确实是充分利用焊缝的极限抗拉强度远高于钢材的屈服强度的这一特性。

当框架梁在强震作用下,梁端钢材屈服显现塑性铰后,只要梁端连接焊缝的极限抗弯承载力能够抗击倍梁截面的塑性弯矩,即可知足强震要求。

从概念上来讲,这种思维方式仿佛有些道理,但那个地址面要涉及两个问题。

一是,其计算假定是不是与实际应力图形相符,二是计算公式中MP所隐含的fy应取何值的问题。

为了查验用公式是不是能抗大震的问题,特取《高钢规》中、最具有代表性的梁柱栓焊连接节点来加以讨论。

由于这种节点的计算假定是:

梁腹板连接只考虑传递剪力,不考虑传递弯矩。

梁的全截面塑性弯矩全数通过翼缘的连接来传递给柱。

这种作法,不但不能用于抗震结构,确实是用于非抗震结构也是很不适合的。

因为其一,就凭直觉,在这种节点中,梁端翼缘未作任何增强,梁腹板与柱的连接螺栓只考虑传递剪力、不考虑传递弯矩。

那么其梁端栓焊连接处翼缘焊缝的抗弯能力那么只有梁截面弹性抗弯能力的85%左右(即梁翼缘截面的弹性抗击矩与全截面弹性抗击矩之比)。

若是再将因高空施焊条件较差、焊缝存在缺点和焊接残余应力等不利因素考虑在内,按钢结构设计标准规定,焊缝强度的设计值尚应乘以的折减系数,那么焊缝的抗弯承载力只有框架横梁抗弯承载能力的75%左右。

很显然,像这种比等强连接还低,连非抗震结构就很难被人同意的连接节点,却用在本比非抗震结构要求更高的抗震结构上,这就违抗了在抗震设计中必需遵循的强柱弱梁、强节点弱杆件等大体原那么。

其二,从理论上讲,其节点连接的计算公式与节点的具体作法,在梁腹板中所产生的应力图形严峻不符。

如以下图所示:

其三,即便采纳这一与实际弯曲应力图形严峻不符的公式,就以这种不合理的计算模型来进行计算,其梁端翼缘与柱的对接焊缝的极限抗弯承载力也大大低于梁截面倍的塑性弯矩。

这也就有力的证明了这种连接节点的作法是毫无抗震能力的。

但在《高钢规》中关于如此的弱节点不但没有作出应增强连接方面的有关规定和作法。

相反却作了“在柱贯通型连接中,当梁翼缘用全熔透焊缝与柱连接并采纳引弧板时,式将自行知足”的规定。

事实上通过前面的论证,那个结论是不成立的,起到了误导的作用。

这种节点一旦在工程中利用(事实上这种节点已在实际工程顶用了很多),这就埋下了在大震时,当框架梁尚未进入塑性之前,其连接焊缝就会过早发生脆性破坏的隐患。

也正是这种弱节点在1994年的美国北岭地震和1995年的日本阪神地震中破坏最为严峻,且破坏时毫无塑性进展的迹象。

其全然缘故确实是因为连接焊缝的抗力严峻不足、焊缝所受的弯曲应力太高而造成的脆性破坏。

(以下图为1994年,美国北岭地震中梁柱焊接连接处的失败模式。

由此引伸到“钢梁与箱形柱”

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