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钢结构工程改进节点设计的途径7个常见问题
编辑:加固企业  来源:365bet体育在线官网  发表时间:2014/3/13 16:05:55  点击:1613

    钢结构工程改进节点设计的途径包括:1.将塑性铰的位置外移:根据在柱面产生塑性铰的假定提出的。由于在地震中发现梁在柱面并没有产生塑性变性,却出现了裂缝。切口处的破坏是由三轴应力引起的,从而导致了脆性破坏。过去采用的焊接钢框架节点标准构造,不能提供可靠的非弹性变形。试验表明,其节点转动能力不超过O.005rad,大大小于SAC建议的最小塑性转动能力0.03rad.另一方面,从受力情况看,塑性铰出现在柱面附近的梁上,还可能在柱翼缘的材料中引起很大的厚度方向应变,并对焊缝金属及其周围的热影响区提出较高的塑性变形要求,这些情况也可能导致脆性破坏。因此,为了取得可靠的性能,最好还是将梁柱连接在构造上使塑性铰外移。将塑性位置从柱面外移有两种方法,一种是将节点部位局部加强,一种是在离开柱面一定距离处将梁截面局部削弱。钢梁中的塑性铰典型长度约为梁高的一半,当对节点局部加强时,可取塑性铰位置为距加强部分的边缘处梁高的1/3.节点局部加强固然也可使塑性铰外移,但应十分注意不要因此出现弱柱,有背强柱弱梁的原则。

  2.在构造上采取某些措施仍可使塑性铰出现在柱面附近,这些措施包括限制构件的截面,控制梁柱钢材的有关强度,使母材和焊缝金属有足够的冲击韧性,在节点构件上消除缺口效应等。但是由于没有足够的研究来肯定这些建议,使得这种建议在迟迟未能落实。而将塑性铰自柱面外移的建议,试验已表明是可行的和行之有效的。目前节点局部加强及梁截面减弱,都已提出了若干构造方案。实际上,将梁截面减弱使塑性铰外移的方法,早在地震以前即有学者提出过,地震后又作了研究,在技术上己较成熟,

  3.梁冀缘焊缝衬板缺口效应的处理:钢框架节点施工中,通常将衬板和引弧板焊接后留在原处,这种做法,如前所述存在缺口效应,会导致开裂,现在则在焊后将下翼缘的衬板和引弧板割除,同时对焊缝进行检查.正如前面曾指出的,在下翼缘的焊缝中部由于焊条通过切角困难,焊接和探伤操作都要被迫中断,通常存在缺陷,割除衬板后可以目视观察,从而减少在此部位不易查看到的裂纹。衬板和引弧板可用气刨割除后再清根补焊,但费用较高,操作不慎还可能伤及母材。研究表明,衬板也可不去除,而将衬板底面边缘与柱焊接,缺点是无法象去除衬板后能对焊缝进行仔细检查。

  4.由于上翼缘焊缝处衬板的缺口效应不严重,而且它对焊接和超探也没有妨碍,出于费用考虑,割除上翼缘衬板可能不合算,如果将上翼缘衬板边缘用焊缝封闭,试验表明并无利影响,因此美国现时做法是上翼缘衬板仍然保留并用焊缝封口。坡口焊缝的引弧板,在上下翼缘处通常都切除,因为引弧和灭弧处通常都有很多缺用气切切除后还需打磨,才能消除潜在的裂缝源。在消除衬板的缺口效应方面在地震后发表的技术规定中,对采用H型钢梁、组合梁,以及采用组合梁时梁预先焊接或与衬板同时装配,不论是否切角,均采用衬板,对其构造包括引弧板,分别作了详细规定。

  5.扇形切角构造的改进:由于扇形切角工艺孔的端部起点存在产生裂缝的危险,是否设置形切角以及如何设置,已成为关系到抗震安全的一项重要问题。对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。

  6.选用有较高冲击韧性的焊缝: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?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。

  7.将梁腹板与柱焊接: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。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。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。(责任编辑:

 

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