鋼框架節(jié)點(diǎn)形式及位置對(duì)抗震性能的影響

周玉萍

一、前 言

一直以來(lái)，鋼結(jié)構(gòu)被認(rèn)為具較好抗震性能的結(jié)構(gòu)形式之一。但是相續(xù)發(fā)生在美國(guó)的北嶺地震和日本的阪神地震，使鋼框架的梁柱節(jié)點(diǎn)發(fā)生了不同程度的破壞，主要集中在梁柱混合連接節(jié)點(diǎn)上，因此以梁柱混合連接為主要對(duì)象。焊接鋼框架節(jié)點(diǎn)的破壞，主要發(fā)生在梁的下翼緣，而且一般是由焊縫根部萌生的脆性破壞裂紋引起的裂紋擴(kuò)展的途徑是多樣的，由焊根進(jìn)入母材或熱影響區(qū)，北嶺地震和阪神地震給美日兩國(guó)帶來(lái)了巨大的損失[1]。在北嶺地震和阪神地震之前，圖1所示的傳統(tǒng)梁柱栓焊節(jié)點(diǎn)連接被廣泛應(yīng)用在多高層鋼框架結(jié)構(gòu)中，當(dāng)時(shí)普遍認(rèn)為該節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)方法能夠保證節(jié)點(diǎn)發(fā)揮材料的延性，促使結(jié)構(gòu)在梁端出現(xiàn)塑性鉸，并通過(guò)塑性鉸的形成和轉(zhuǎn)動(dòng)耗散地震所輸入的能量，使節(jié)點(diǎn)免于破壞，并保證結(jié)構(gòu)的整體性能使其免于倒塌，以滿足 “強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件”的設(shè)計(jì)思想。震后的十多年里，日本、美國(guó)等國(guó)家對(duì)鋼框架梁柱節(jié)點(diǎn)連接的抗震性能以及延性等開(kāi)展了大量的試驗(yàn)研究，美國(guó)除采取相應(yīng)措施消除焊接襯板的缺口效應(yīng)外，主要致力于將塑性鉸外移的研究工作。大量研究結(jié)果表明：強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱桿件的試件可以發(fā)揮梁的塑性承載力，形成梁產(chǎn)生塑性鉸的破壞機(jī)構(gòu)，從而具有較大的變形能力和耗能能力，即具有良好的抗震性能。對(duì)鋼梁截面進(jìn)行削弱，形成薄弱截面，使強(qiáng)震時(shí)梁的塑性鉸自柱面外移，從而可以避免梁柱連接處發(fā)生脆性破壞。……