刘其祥抗规钢结构安全问题

第 42卷第 2期⒛ 12年 2月

建

筑

结

构

Ⅴol。

42No.2

Bui1ding Structure

Feb. 2012

震件

》规

范造规构

建《

设计连接

抗侧力构

在多高层钢结构房屋定申存在的安全问题l

I, 2,刘其祥陈青来陈幼蹯[摘要]

(1中国建筑标准设计研究院,北京 1000仳;2山东大学,济南 250061)(GB50011— 2010)在“新颁布的《建筑抗震设计规范》钢框架结构的抗震构造措施”中所推荐的框架梁与柱的现场连接和框架柱与梁悬臂段的连接,是属于弱连接构造而非强连接构造 c分析了造成差错的根本原因,指算方法验证了规范推荐的上述连接抗力不足,存在安全隐患。据此,提出了加强连接的构造做法及其相应的计算建议。[关键词]抗震设计;钢结构;抗侧力;屈服强度;抗拉强度;强屈比;连接的极限承载力

出了规范中推荐的连接构造和采用的极限承载力计算公式均存在缺陷 c用极限承载力计

中图分类号:TU391

文献标识码:A

文章编号 nOO2-848x(2012)m Cl107~o6

safety problems of lateral force resistance joint construction about lnultiˉ storyand taⅡ steel structures in Co'纟 ror s召沁仞 Jc'纟 s愆刃 or J刃 J厶荫刀 gs

Liu Qixiangl,Chen Qinglai2,Chen Youfanl(1China Institutc of Building standard Design&Research,Bc刂 2 Shandong Univcrsity, Jinan250061, China ) Abstract: The frame bcam and columll co11neCtions and frame column and cantilcver bean1 conncctions rccommcnded byc。 de y。 r se氵 s,aaJc des哲

ing100044,China;

乃r9r31JiJJj刀

gJ(GB50011—

2010),are n。 t strong but weak joints Through using the uhilnatc bearing

capaci△ calcula"on method,it is vcri伍 ed that the rcsistance folcc of the joints above-mentioned is insufflciency and exists

hidden safety danger The fundamental reasons for errors werc analyzed, The con1lcction structurc and thc formuIa of the ultimatc bearing capacity caIculationⅡ letllod recommended by the code have faults, The nlcthod of enhancing conncctstructure and the corresPonding calculating suggesti° n are put fop盯 ard

Keywords:seismic dcsign; steel structurc; lateral f° rce resistancc; yicld strcngth; tcnsilc strcngth; ratio of strcngth and yield;ultimal|,bcaⅡ ng capacitv of joint

1

(GB建筑抗震设计规范》《

mO11~2010)在抗

侧力构件连接构造中的间题建筑抗震设计规范》(GB50011— 2010)[I]《“ (简称新《抗规》 )8.3.⒋ 3条规定工字形柱 (绕强轴 )和箱形柱与梁刚接时 (图 1)应符合下列要求:一级和二级时,宜采用能将塑性铰自梁端外移的端部”扩大形连接、梁端加盖板或骨形连接。 8.3⒋ 4条规定“新《抗规》框架梁采用悬臂梁段与柱刚性连接时 (图 2,笔者注:该图可用于工

字形柱也可用于箱形柱 ),悬臂梁段与柱应采用全焊接连接,此时上下翼缘焊接孔的形式宜相同。梁的现场拼接可采用翼缘焊接腹板螺栓连接或全部螺栓”连接。上述规定及新《抗规》推荐的连接构造图,均不“ …¨ 8.28-1条满足连接的承载力设计值,不应小于相连构件的承载力设计值……”的规定要求。如在图 2中,即使是工字形梁与工字形柱在工厂用全焊接连接,尽管这种连接是图 1和图 2中连接抗力最好的一种,但由于腹板上有上下翼缘焊接孔的削

弱,使连接焊缝的弹性截面模量减少到只有框架梁弹性截面模量的 92%~95%,使连接的抗弯承载力设计值减小 5%~8%(系根据国标《热轧窄翼缘 H

(YB3301-92)常用于梁截面高度凡 b=硐 0~ 600mm时的统计结果 ),实际上已小于等强连接的要求。

型钢》(GB/Tt1263-98)和冶标《焊接

H型钢》

图 l框架梁与柱的现场连接在图

2中,如是工字形梁与箱形柱在工厂用全

焊接连接,除腹板也有焊接孔外,还应考虑在与梁截面高度对应于箱形柱段两横膈板之间因无竖向加劲作者简介:刘其祥,教授级高级工程师,Em缸 l:lqx3960@⒍ na com。

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值 )。所以在如此高的强度安全储各条件下,当然也就没有必要对图 2作加强连接的处理。但是,上述计算出现了如下偏差:1)在梁与柱的焊接连接中,弹性抗弯等强连接与连接用极限承摩擦型高强度

载力计算之间本就存在逻辑关系,而规范中的计算式脱离了这一关系,从而进入了误区,致使叼 j与逻

注:腹板已补上焊接工艺孔。图

2

框架柱与梁悬臂段的连接

辑链中的屁出现了偏差[2];2)在规范式Ml≥η jMp中,其 Ml名义上为对接焊缝的极限抗弯承载力,实际上由焊缝截面对应在母材截面上的极限抗弯承载,

肋,其外围的柱壁板只能部分承受梁腹板上的弯矩其连接抗力可以确定比上述的情况还要差。

力所决定,从而这就涉及到在式

在图 1中,当为工字形梁与工字形柱在工地进行栓焊连接时,除腹板有焊接孔外,其翼缘连接焊缝的强度理应按钢结构设计规范的规定乘以拆减系数0.9。

jMp中母材”“”的茂和燕在表 1国家标准中最大屈强比给连接lfl≥

的强度安全储各所带来的不利影响没有被考虑;3)未考虑梁柱连接的构造缺陷 (如焊接工艺孔对梁截面的削弱 )和连接

在大震大变形中引起框架梁塑性区屈服强度的强化升高等综合因素对连接所产生的不利影响。尽管规范在确定连接系数η j时,也考虑 (见了超强系数和硬变硬化系数规范的条文解释 ),但这并不是问题的全部。在计算中如不完整地考虑以上三个因素,必然就会得出对图 …… 此处隐藏：10593字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……