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新型框架节点工法(日本vs美国)
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2001-9-11 14:25    QQ 顶部


  调查发现,地震时,梁端焊接部位及其周围,常因应力大、变形集中而破坏,过去采用增厚翼缘、加大梁断面或设梁腋等方法,都未能改变变形集中状况。
  对此,有不同的解决方法。以日本和美国为例介绍如下:
  
日本:侧板工法(强化节点)
   为避免地震时连接部位变形集中,日本清水建设开发了侧板工法,即在梁端翼缘梁侧分别焊接宽30~100mm,长300~900mm的钢侧板,见下图。 地震时,变形发生在翼缘宽度变窄部位,避开了变形集中在梁端的状况。 而且,变形发生部位可用侧板长宽尺寸的变化自由控制。另外,和以前工法相比梁端塑性变形能力提高1倍以上,从而使钢结构抗震能力大幅度提高。



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2001-9-11 14:27    QQ 顶部


美国:狗骨工法(梁端弱化)   
  在梁的上下翼缘靠近节点处进行削弱,(保险丝效果,通过削弱梁来保护节点),迫使震时塑性铰偏离脆弱的节点焊缝,转移到削弱处。同时,使得较长的一段梁几乎同时进入塑性。
  实验表明,当梁翼缘被削掉50%时,结构刚度降低6%~7%左右;削弱40%时,降低4~5%。
  狗骨式节点按削弱形状不同分直线型、锥型和圆弧型三种。



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2001-9-11 14:29    QQ 顶部


狗骨式做法之  设计建议:
    削弱部位与柱的净距:a=0.5bf          bf为梁翼缘宽度。
    削弱部位长度:b=0.75d        d为梁高
    削弱部位深度:见下图



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2001-9-11 14:34    QQ 顶部


上式中:Z为梁的塑性截面模量,tf为 梁翼缘厚度,bf为梁翼缘宽度,d为梁截面高度,l0为梁反弯点至目标弯矩处的长度。
  
资料来源:
《钢结构》
1,杨尉彪等.高层建筑钢结构梁柱节点试验研究.建筑结构,2001.08
2,候宝隆编译.国外几种钢结构连接新工法.钢结构,2001.04



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2001-9-11 14:52    QQ 顶部


相关话题:
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2003-10-25 23:18    顶部


一点看法,虽然北美规范采用消弱梁的做法,但是在实际工程中,美日的最大区别是:
美国的钢框架通常做成铰接连接,日本做成支撑铰接,梁柱刚结。
可参见国内各大电厂主厂房设计。
verishi






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2003-12-1 13:53    顶部


侧板工法连接方式中,侧板的具体做法和侧板的尺寸怎么定?还有,横隔板伸出矩形柱的尺寸是多少?梁与横隔板的焊接节点工艺具体有什么要求?(我是新手,请多多指教)
verishi






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帖子 90
2003-12-1 14:19    顶部


当柱两端梁不等高时,怎么连接?是采取加掖方式还是加内隔板呢?
或者是互相垂直的两个方向上梁不相等时(这种情况经常有),怎么处理?
seisteel






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帖子 15
2003-12-1 16:42    顶部


1994年的Northridge地震和1995年的Kobe地震对于美国和日本的钢结构研究者的震动是比较大的. 主要的节点破坏方式是脆性破坏,特别是美国, 几乎没有发现节点破坏以前的延性, 主要的破坏形式是梁下翼缘和柱焊接部位的断裂或裂缝. 美国立即修改规范, 不推荐采用什么形式的节点构造, 但是要求必须有实验来证明其延性, 针对SMF, IMF和OMF, 其变形能力要求分别为0.03,0.02,0.01Radian. 所谓的DOGBONE形式只是一种处理方式. 本人认为DOGBONE并不是一个最好的选择, 这种形式的节点只是策略的转移, 没有解决问题,采取了回避的方式. 实验也表明这种节点容易使梁发生屈曲. 因此不可以为此形式解决了问题.  
日本的钢结构做法不同与美国.一般多采用方或圆钢管柱,近年的高层钢结构更是特别多的选择CFT柱.在KOBE地震以后, 虽然很多钢结构倒塌, 但原因很多.调查结果表明节点的破坏比NORTHRIDGE的要有延性. 日本就节点的问题进行了很细致的研究, 对于节点形式做了改进. 各种形式的加肋加腋加板都有,但是目前用的最多的还是基于对原来节点设计和制作的局部改进.
 


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