钢结构设计简单步骤和设计思路

发布日期:[08-12-30 07:25:09] 浏览人次:[]

扇形切角的设置也提出一系列规定,包括不开扇形切角和开扇形切角两大类,并规定扇形切角可采用不同形状;对于柱贯通形和梁贯通形节点分别规定了不同的构造形式。 柱贯通型节点的扇形切角形式有两种,其特点是将扇形切角端部与梁翼缘连接处圆弧半径减小,以便减少应力集中。日本早就研究不设扇形切角以提高梁变形能力的方案, 在最近公布的技术规定中,根据目前的焊接技术水平已将此种方案付诸实施[8][9] 。

4.4 选用有较高冲击韧性的焊缝[2][6]

 如前所述,焊缝冲击韧性不足会引起节点破坏。那么焊缝究竟要有多大的冲击韧性才能防止裂纹出现呢?美国提出,焊缝的恰帕冲击韧性(CVN)最小值取-29℃时27J(相当于 -200F时 20ft-1bs)是合适的,可以发展成为事实上的标准。在最近美国的实际工程中,采用E71T-8型和E70TG-K2型焊条的普通手工焊电弧焊已表明焊缝最小冲击韧性可满足上述要求,而采用E7018型药芯焊条的''贴紧焊''焊缝冲击韧性值更高,但都必须按AWS 规定的焊接和探伤方法操作。

4.5 将梁腹板与柱焊接[3]

 美国SAC在采用犬骨式连接时建议:将以往的腹板栓接改为焊接,用全熔透坡口焊缝 将梁腹板直接焊在柱上或通过较厚连接板焊接。在北岭地震前,就已有很多研究指出腹板焊接比栓接性能好,它能更好地传力,从而减小梁冀缘和翼缘坡口焊缝的应力。日本在阪神 地震前的研究也已指出,梁端腹板用高强度螺栓连接时,与焊接相比抗弯能力变小,塑性变形能力有明显差异,但在日本新规定中尚未看到与美国提出的相类似的要求。

5 .美、日节点构造的比较、根据美、日钢框架梁-柱节点构造及震后的改进情况,可以看到下列差异:

 1)美国认为梁端不能产生塑性变形,采取了将塑性铰外移的基本对策,提出将节点局部加强或将梁局部削弱的方法,虽然目前尚无定论,但从实际发展情况看,因削弱梁截面 的方法省工、效果好,已在某些工程中采用。但日本却没有采用将塑性铰外移的方法,而是采取在原构造的基础上消除裂缝的病灶的方法。
 2)两国都注意到了梁翼缘坡口焊缝的焊接衬板边缘存在的缺口效应所带来的严重后果, 在北岭地震和阪神地震后都采取了相应对策。美国SAC建议,下翼缘焊缝的衬板宜割除, 然后清根补焊;考虑上翼缘焊缝缺陷一般较少,受力条件较有利以及费用等原因,可对衬边缘用焊缝封闭。而日本则对H型钢梁和焊接组合梁(包括梁先焊好和梁与衬板同时装配两种情况)以及节点为柱贯通型或梁贯通型时衬板的设置,作了详细规定。
 3)美国在梁腹板端部衬板通过处采用矩形切角(端部呈半圆形),而不象日本采用圆弧形切角,由于腹板受弯矩较大时将连接板与腹板焊接,从有关震害情况报导看,没有发现这种形式的切角引发多少裂缝。日本为消除梁端扇形切角端部的应力集中,作出一系列规定,包括不作扇形切角、梁腹板用直线切剖不设扇形切角的方法以及允许采用不同形式的切角等,如在与梁翼缘连接处将曲率半径变小和采用类似美国采用的切角形式。
 4)美日两国都规定,节点按翼缘连接受弯矩和腹板连接受剪力的要求设计。美国附加规定了当梁翼缘的受弯承载力小于截面受弯承载力的70%或梁腹板受弯承载力大于截面受弯承载力的30%时,在柱连接板角部应将梁腹板与连接板焊接。日本过去在梁端混合连接中,采用弯矩由翼缘连接承受,剪力由腹板连接承受的设计方法,螺栓一般配置一列。在94年的文献[5]中指出,"现在该处的连接必需满足保有耐力连接的条件,考虑腹板高强螺栓连接也要部分地承受弯矩,要求布置2列到3列,与以前的连接相比,抗弯承载力储备提高了, 这是结构设计上的一个特点。"这些都是北岭和阪神地震前的情况,震后基本上没有改变。 只是北岭地震后,美国建议将梁腹板直接与柱焊接或与连接板焊接,
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