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《不設(shè)置水平加勁板的箱形柱-h型鋼梁剛性連接中節(jié)點(diǎn)的強(qiáng)度設(shè)計(jì)條件》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、1緒論1．1選題背景及研究意義建筑鋼結(jié)構(gòu)具有減少建筑中結(jié)構(gòu)所占的面積，降低基礎(chǔ)工程造價(jià)，縮短建筑施工周期，良好的抗震性能等顯著優(yōu)點(diǎn)，這些優(yōu)點(diǎn)使工程開(kāi)發(fā)產(chǎn)生了有效的綜合經(jīng)濟(jì)效益Ⅲ。自從2000年至今，由于鋼材品種的持續(xù)開(kāi)發(fā)，以及對(duì)全鋼結(jié)構(gòu)多高層建筑的抗震性能的優(yōu)越性有了更多的共識(shí)，因此這類(lèi)結(jié)構(gòu)得到了進(jìn)一步應(yīng)用。同時(shí)隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)以及近幾年冶金業(yè)的發(fā)展，鋼框架結(jié)構(gòu)體系將逐漸在我國(guó)多高層建筑中成為應(yīng)用最廣泛的結(jié)構(gòu)類(lèi)型之一“。建筑鋼結(jié)構(gòu)中，框架是最為常用的結(jié)構(gòu)體系。梁柱剛性連接節(jié)點(diǎn)是框架結(jié)構(gòu)的主要節(jié)點(diǎn)類(lèi)型
2、之一。組成框架結(jié)構(gòu)的框架柱截面通常取用熱扎的H型鋼截面，焊接的H型鋼截面和四塊鋼板焊接而成的箱形截面。使用H型鋼截面的框架柱時(shí)，由于H型鋼在截面性能上有強(qiáng)軸慣性矩和弱軸慣性矩之分，因此H型鋼的方位，宜使其強(qiáng)軸對(duì)應(yīng)與柱彎矩較大的方向，或者對(duì)應(yīng)與柱的計(jì)算長(zhǎng)度較大的方向。而由四塊鋼板焊接而成的箱形截面柱在兩個(gè)主軸方向上的慣性軸相等，沒(méi)有強(qiáng)軸和弱軸之分，故當(dāng)兩個(gè)方向彎距相差不大和在地震條件下尤其適合，加上箱形柱便于涂刷防火涂料和柱子的外包裝修，因此箱形柱在多高層鋼結(jié)構(gòu)中使用得越來(lái)越廣泛，它以其較好的受力特性被廣泛
3、使用01?？蚣芙Y(jié)構(gòu)中的框架梁通常采用熱軋的窄翼緣H型鋼或焊接的H型鋼，但不適宜采用熱軋的工字鋼。因?yàn)椴捎脽彳埖墓ぷ咒摰囊砭壓穸瓤勺?，不適應(yīng)焊接坡口的加工要求和設(shè)置引弧板。無(wú)論是箱形柱與H型鋼梁剛性連接還是工字形柱與H型鋼梁剛性連接，都有全焊接剛性連接和栓焊剛性連接兩種“1，全焊接剛性連接要求H型鋼梁翼緣采用焊透的T形對(duì)接焊縫而腹板采用角焊縫與柱翼緣連接，栓焊剛性連接要求H型鋼梁翼緣采用焊透的T形對(duì)接焊縫而腹板采用摩擦型高強(qiáng)度螺栓與柱翼緣板相連81。對(duì)于梁柱剛性連接節(jié)點(diǎn)構(gòu)造，相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范和技術(shù)規(guī)程均做了相關(guān)
4、規(guī)定：《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》8．3．4第三條(3)中規(guī)定：工字形截面柱(翼緣)和箱形柱與梁連接時(shí)，柱在梁翼緣對(duì)應(yīng)位置設(shè)置加勁肋，且加勁肋厚度不應(yīng)小于梁翼緣厚度；8．3．4第五條規(guī)定，箱形截面柱在與梁翼緣對(duì)應(yīng)位置設(shè)置的隔板應(yīng)采用全熔透對(duì)接焊縫與壁板相連?！陡邔用裼媒ㄖ摻Y(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》8,3．4中也規(guī)定當(dāng)框架梁端垂直于工字形柱腹板與柱剛接時(shí)，應(yīng)在梁翼緣的對(duì)應(yīng)位置設(shè)置柱的橫向加勁肋，梁翼緣與柱橫向加勁肋采用全熔透焊縫連接。由上述規(guī)程和規(guī)范的規(guī)定可以看出：框架柱與H鋼梁剛性連接時(shí)，箱形柱在梁翼緣對(duì)應(yīng)位置應(yīng)該設(shè)置橫向
5、加勁肋。除了《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定：當(dāng)工字重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文梁翼緣采用焊透的T形對(duì)接焊縫而腹板采用摩擦型連接高強(qiáng)度螺栓或焊縫與H形柱的翼緣相連，滿足下列條件時(shí)，柱的腹板可以不設(shè)置加勁肋。①在梁的受壓翼緣處，柱腹板厚度氣應(yīng)該同時(shí)滿足：#籌帆≥務(wù)②在梁的受拉翼緣處，柱翼緣板的厚度t應(yīng)該滿足：tc≥o．4、3Akfb
6、fc這個(gè)規(guī)定只適用于H形柱與工字形梁的連接情況。由于箱形柱與H形柱的截面性能不同，因此在與梁形成剛性節(jié)點(diǎn)時(shí)，整個(gè)節(jié)點(diǎn)的受力情況也不盡相同。所以規(guī)范中的上述規(guī)定不能用于箱形柱與H型鋼梁的剛性連接
7、節(jié)點(diǎn)中。前面提到，當(dāng)箱形柱與H鋼梁剛性連接時(shí)，箱形柱在梁翼緣對(duì)應(yīng)位置須設(shè)置水平加勁肋，且加勁肋必須采用全熔透焊縫。在實(shí)際工程的施工過(guò)程中，對(duì)加勁板的設(shè)置，通常是將加勁板與柱的三塊壁板先焊接起來(lái)，而加勁板與第四塊壁板的連接只能從外面用熔化的嘴電渣焊來(lái)解決(圖1．1)，這種方式對(duì)于施工來(lái)說(shuō)具有很大的難度。^圖1．1箱形柱橫向加勁肋焊接Fig1．1Jointingthestiffingplateofthebox-column這種焊接方法在節(jié)點(diǎn)區(qū)很容易出現(xiàn)熔渣及不完全熔化現(xiàn)象，這些焊接缺陷是導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)脆性破壞的直接
8、原因”1。焊接時(shí)產(chǎn)生的較大的熱量，很容易造成焊縫不均勻及產(chǎn)生很大的焊接變形，不恰當(dāng)?shù)暮附庸に囈踩菀自诓牧现挟a(chǎn)生較大的焊接殘余應(yīng)力，使熱影響區(qū)在收縮時(shí)產(chǎn)生裂紋，從而造成焊縫的不連續(xù)性，這也被認(rèn)為是梁下翼緣首先出現(xiàn)裂縫的主要原因。這些原因使焊縫質(zhì)量得不到保證，從而直接影響了節(jié)點(diǎn)的承載力。同時(shí)電渣焊的返工是非常麻煩的，在施工制作過(guò)程中，雖精心制作，但返工是不可避免的，因此必然會(huì)影響施工進(jìn)度，從而得不到很好的經(jīng)濟(jì)效益和施工質(zhì)量。當(dāng)結(jié)構(gòu)體系在受力較小的情況下，若箱形柱內(nèi)部可以不設(shè)置橫向加勁肋，不僅可以節(jié)約材料，同時(shí)
9、也減少了框架節(jié)點(diǎn)處焊縫的數(shù)量，減小了焊接殘余應(yīng)力，并且大大降低了施工難度，從而提高了節(jié)點(diǎn)施工的速度以及2l緒論整個(gè)工程的建造進(jìn)度。因此，對(duì)此課題進(jìn)行研究，具有很重要的工程和科研價(jià)值。為了解決在強(qiáng)度條件下，不設(shè)置水平加勁肋的箱形柱與H形梁剛性連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)條件問(wèn)題，進(jìn)行了本課題的研究。1．2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)外學(xué)者自從上世紀(jì)五十年代，開(kāi)始從試驗(yàn)入手研究分析梁柱剛接的受力性能，首先是研究節(jié)點(diǎn)在單調(diào)荷載下的表現(xiàn)，反映節(jié)點(diǎn)的剛度和強(qiáng)度等
