理论教育 建筑结构抗震设计:节点连接的破坏分析

建筑结构抗震设计:节点连接的破坏分析

时间:2023-09-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:图7-1是诺斯里奇地震时,H形截面的梁柱节点的典型破坏形式。图7-1诺斯里奇地震中的梁柱节点破坏图7-2诺斯里奇地震中梁柱焊接连接处的失效模式图7-3是阪神地震中带有外伸横隔板的箱形柱与H形钢梁刚性节点的破坏形式。上述连接破坏时,梁翼缘已有显著的屈服或局部屈曲现象。图7-3阪神地震中梁柱焊接连接的破坏模式2)支撑连接的破坏在多次地震中都出现过支撑与节点板连接的破坏或支撑与柱的连接的破坏。

建筑结构抗震设计:节点连接的破坏分析

1)框架梁柱节点区的破坏

1994年美国诺斯里奇(Northridge)地震和1995年日本阪神地震均造成了很多梁柱刚性节点的破坏。

图7-1是诺斯里奇地震时,H形截面的梁柱节点的典型破坏形式。由图中可见,大多数节点破坏发生在梁端下翼缘处的柱中,这可能是由于混凝土楼板与钢梁共同作用,使下翼缘应力增大,而下翼缘与柱的连接焊缝又存在较多缺陷造成的。图7-2示出了焊缝连接处的多种失效模式。保留施焊时设置的衬板,造成下翼缘坡口熔透焊缝的根部不能清理和补焊,在衬板和柱翼缘板之间形成了一条“人工缝”,在该处形成的应力集中促进了脆性破坏的发生,这可能是造成破坏的重要施工工艺原因。

图7-1 诺斯里奇地震中的梁柱节点破坏

图7-2 诺斯里奇地震中梁柱焊接连接处的失效模式

图7-3(a)是阪神地震中带有外伸横隔板的箱形柱与H形钢梁刚性节点的破坏形式。图7-3(b)中的“1”代表了梁翼缘断裂模式;“2”及“3”代表了焊缝热影响区的断裂模式;“4”代表柱横隔板断裂模式。上述连接破坏时,梁翼缘已有显著的屈服或局部屈曲现象。此外,连接裂缝主要向梁的一侧扩展,这主要和采用外伸的横隔板构造有关。(www.daowen.com)

图7-3 阪神地震中梁柱焊接连接的破坏模式

2)支撑连接的破坏

在多次地震中都出现过支撑与节点板连接的破坏或支撑与柱的连接的破坏。1980年在日本的宫城县大地震中,一栋两层的框架—支撑结构(两层仓库),由于支撑节点的断裂,使仓库的第一层完全倒塌。

采用螺栓连接的支撑破坏形式如图7-4所示,包括支撑截面削弱处的断裂、节点板端部剪切滑移破坏以及支撑杆件螺孔间剪切滑移破坏。

图7-4 支撑连接破坏

支撑是框架—支撑结构中最主要的抗侧力部分,一旦地震发生,它将首先承受水平地震作用,如果某层的支撑发生破坏,将使该层成为薄弱楼层,造成严重后果。

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