钢框架梁柱刚性节点连接抗震研究

合集下载

论抗震钢框架梁柱刚性连接的极限受弯承载力设计

端塑性区设定拼接位置的计算式。最后，议梁柱连接极限承栽力计算应计入腹板连接贡献的受弯承栽力。对于建
混合连接（ＵＦＷ —Ｂ，板连接贡献的极限受弯承载力应取其焊接、强度螺栓连接两者中的较小值，推荐了相）腹高并
标准与规范论抗震钢框架梁柱刚性连接的极限受弯承载力设计陈炯上海宝钢工程技术有限公司上海201900摘要桀柱刚性连接的极限承栽力是保证强震作用下抗震钢框架安全性的关键要素之一
标准与规范
论抗震钢框架梁柱刚性连接的极限受弯承载力设计
陈炯
（海宝钢工程技术有限公司上海２ＳＳＲＥＩＴＡＮＴＳＥＥｏＭＥＮＴ－ＲＡＭＥＳＴＬＭＦ
ＣｈｎＪｏｇｅｉｎ（ｈｎｈｉａｓｅｌｎｉｅｒｇ＆ＴｅｈｏｏｙＣ．ｔ．Ｓａｇａ２１０）ＳａｇａＢｏｔｅＥｇｎｅｉｎｃｎｌｇｏ，Ｌｄｈｎｈｉ０９０
应的连接系数值。
关键词抗震钢结构梁柱刚性连接
极限受弯承栽力连接系数
ＵＬＴＩＡＴＥＭＢＥＮＤＩＮＧＴＲＥＮＧＴＨＳＤＥＳＧＮＩｏＦＢＥＡＭ — ＣＯＬＵＭＮＩＤＲＧＩＣＯＮＮＥＣＴＩｏＮＳ
摘
、
要梁柱刚性连接的极限承栽力是保证强震作用下抗震钢框架安全性的关键要素之一。以Ｈ形截面梁柱的

钢结构梁柱节点设计优化方案

钢结构梁柱节点设计优化方案引言：钢结构在现代建筑领域中得到了广泛运用，其优势在于高强度、轻量化和施工速度快等方面。

然而，梁柱节点作为钢结构的重要组成部分，其设计对结构的稳定性和抗震性能具有至关重要的影响。

本文将探讨钢结构梁柱节点设计的优化方案，从减小节点刚度、提高节点刚度以及增强节点抗震性能等角度进行讨论。

1. 减小节点刚度节点刚度较大往往会导致节点承受较大的弯矩和剪力，增加节点构件的厚度和重量，从而影响结构的整体性能。

为了减小节点刚度，可以采用以下优化方案：- 使用薄板梁柱构件：采用薄板梁柱构件替代厚板构件，可以减小节点的刚度并降低节点的重量。

- 采用高强度钢材：使用高强度钢材可以在达到相同强度要求的前提下减小梁柱的截面尺寸，从而减小节点的刚度。

- 采用灵活的连接方式：选择适当的连接形式，如销钉连接或焊接连接，可以降低节点的刚度。

2. 提高节点刚度在某些情况下，为了保证结构的安全性和稳定性，需要提高节点的刚度。

以下是一些提高节点刚度的优化方案：- 加大梁柱截面尺寸：增加梁柱截面的尺寸可以提高节点的刚度。

但是，需要将节点的刚度和整体结构的刚度进行合理的匹配，以避免刚度不均衡导致的结构性能问题。

- 增加连接构件的数量：在节点处增加连接构件的数量，如剪力板、角钢等，可以提高节点的刚度。

但是，同样需要考虑节点的刚度与整体结构刚度之间的匹配。

3. 增强节点抗震性能节点在地震等外部荷载作用下容易发生破坏，因此需要增强节点的抗震性能。

以下是一些增强节点抗震性能的优化方案：- 采用预应力技术：在节点处采用预应力技术可以提高节点的抗震能力。

通过引入预应力力矩，可以减小节点的应力集中，并提高节点的延性。

- 使用加强板：在节点处使用加强板，可以增加节点的刚度和稳定性。

加强板可以承担部分载荷，并分散节点的应力集中。

- 优化焊接工艺：合理选择焊接工艺，采用先进的焊接材料和工艺参数，可以提高焊缝的质量和强度，从而增强节点的抗震性能。

钢结构框架梁柱节点性能分析

钢结构框架梁柱节点性能分析摘要：钢结构框架梁柱节点施工是提升建筑抗震性的主要工序，因此应优化梁柱节点的质量。

本文通过概述钢结构框架梁柱节点内容，围绕有限元模型、载荷等方面研究钢结构框架梁柱节点性能，分析多种要素对于节点性能的影响，为优化节点质量提供参考意见，提升建筑工程整体质量，突出项目结构的抗震性能。

关键词：建筑工程；钢结构框架；梁柱节点前言：钢结构具有韧性塑性强、重量轻、制造简便的优势，该模式在建筑工程中的应用可以缩短施工周期、提升抗震性能。

其中梁、柱节点是框架关键连接位置，其性能会决定框架结构在载荷基础下的整体性。

因此，有必要深入分析钢结构框架梁柱节点的实际性能，实现构件和节点的标准化设计，优化节点性能。

1钢结构框架梁柱节点概述1.1刚性连接模式其一，全焊连接。

借助融透的方式焊接梁上下翼，通过双面胶焊接腹板。

上述连接模式对于焊接技术要求较高，若操作失误会导致应力集中，对施工结构受到影响。

其二，全栓焊接。

借助T型钢，使用高强螺栓连接梁翼和柱翼，不会产生三向应力和残余应力。

其三，混合连接。

该模式包含两方面内容：一方面是利用融透焊接梁上下翼，并通过大刚度角钢连接高强螺栓，借助剪力板连接柱翼和高强螺栓。

多层钢结构中主要利用刚性连接梁柱，通过柱贯通方式连接框架柱和梁。

针对抗震部分，应确保梁翼缘厚度和加劲肋相同。

若属于非抗震区域，加劲肋的厚度应≥梁翼缘厚度的1/2，满足板件的实际宽厚比值，防止连接节点受到破坏。

1.2柔性连接模式柔性连接又称为铰接连接，在梁侧无线位移，不过可以进行自由的转动。

该模式包含承托、端板以及角钢三方面。

其中，角钢主要连接柱和梁腹板，可以借助连接板替代角钢。

端板连接模式和角钢相同，但不可替代。

利用承托连接模式连接柱的腹板时，主要将厚板当作承托构件，防止柱腹板弯矩较大，确保偏心力矩传输至柱翼位置。

2钢结构框架梁柱节点性能研究2.1构建有限元模型本课题主要借助有限元软件，依据相关学者关于连接节点的研究内容，构建建筑工程中钢框架梁的非线性节点有限元模型，分析其中力学性能的差异性，为后续工程梁柱节点连接模式提供新思路[1]。

钢结构梁柱刚性节点抗震设计

浅谈钢结构梁柱刚性节点抗震设计摘要：本文首先论述了钢结构梁柱节点的基本特性，进而论述了梁柱刚性节点的主要处理形式，第三论述了梁柱节点连接时的规定，最后详细论述了钢结构梁柱刚性节点设计建议。

关键词：钢结构；梁柱；刚性连接节点；抗震设计梁柱刚性连接节点设计是钢结构整个设计工作中的一个非常重要的组成部分，因其设计得是否恰当将直接影响到钢结构承载力的安全性和可靠性。

当前，随着钢结构日益广泛的应用，为了避免出现人员伤亡和财产损失，对钢结构梁柱节点抗震设计进行深入的研究已经迫在眉睫。

1钢结构梁柱节点的基本特性1.1刚性连接节点，从保证构件原有的力学特性来说，在连接节点处应保证其原有的完全连续性。

这种构造能使所连接的构件之间夹角在达到承载能力之前不发生变化，其连接强度应不低于被连接构件的屈服强度。

1.2半刚性连接节点，能保证其承载力等于或大于构件的承载力，但由于所采用的连接方法和细部构造设计的关系，致使连接节点的弹性刚度比构件的弹性刚度低，这样的节点形式作为设计要求一般不采用。

1.3铰接连接节点，从理论上讲是完全不能承受弯矩的连接节点，因而一般不能用于构件的拼接连接。

铰接连接节点通常只用于构件端部的连接，比如柱脚、梁、析架和网架杆件的端部连接等。

2 梁柱刚性节点的主要处理形式2.1梁端削弱式（犬骨式）方案该方案是对靠近梁柱节点的钢梁翼缘进行圆弧削弱，在地震作用下，翼缘削弱处先于梁柱节点出现塑性铰，实现塑性铰外移，起到保护梁柱刚性连接节点的作用。

设计时，需考虑刚度变化对整体分析的影响。

该方案符合“强连接弱杆件”设计思路，构件加工时，处理圆弧削弱要求加工尺寸准确，切割面光滑无尖角，避免应力集中，磨平时应顺翼缘长度方向加工，对加工工艺有较高要求。

2.2 梁端加强或加腋式方案梁端加强方案即是增大梁端及其与钢柱焊接的截面，使梁端及节点承载能力高于正常钢梁截面承载能力。

在地震作用下，加强的梁端及梁柱节点尚未进入全截面塑性受力状态时，接近梁端的正常钢梁截面因截面较小，先形成塑性铰，从而起到保护梁柱刚性连接节点的作用。

钢结构节点抗震设计问题

浅析钢结构节点抗震设计的问题【摘要】本文针对高层及多层钢结构节点设计中容易忽略的一些问题进行分析。

【关键词】钢结构；节点设计；抗震1.节点抗震设计的原则在钢结构设计工作中,连接节点的设计是一个重要环节。

为使连接节点具有足够的强度和刚度,设计时应合理地确定连接节点的形式和方法。

目前,节点有非抗震和抗震设计之分,非抗震设计可以按照组合内力来设计节点,抗震设计则不宜这么做,抗震规范上对节点抗震设计有一系列的要求,显然按照组合内力来设计节点是不能满足这些要求的。

以刚性连接的梁拼接节点为例,如将梁翼缘的连接按实际内力进行设计,则有损于梁的连续性,可能使建筑物的实际情况与内力分析模型不相协调,并降低结构延性。

因此,对于要求有抗震设计的结构,其连接节点应按构件截面面积的等强度条件进行设计。

进行设计时,首先应判定所设计的节点有无抗震要求。

对于抗震结构,为了保证其安全,节点的承载力应大于构件的承载力(《钢结构连接节点设计手册》1-3)，“强节点、弱构件”的设计理念应是工程师遵循的基本原则。

《建筑抗震设计规范》表5.4.2中规定结构构件的截面抗震验算应满足下式:s≤r/yre。

其中,s为结构构件内力组合的设计值；r为构件承载力设计值；yre为承载力抗震调整系数。

强节点、强连接的重要性由此可见。

钢框架体系梁柱连接节点的基本设计原则是:节点必须能够完全传递被连接板件的内力,在强震作用下节点能够发挥材料的塑性,保证结构在梁内而不是在柱内产生塑性铰,以消耗地震输入的能量。

基于制作简便及经济性等因素,国内钢框架体系的梁柱节点主要采用全焊式或栓焊式连接,其最大承载力应符合下列要求:mu≥1.2mp(《建筑抗震设计规范》8.2.8-1),vu≥1.3(2mp/l)且vu≥0.58hwtwfay(《建筑抗震设计规范》8.2.8-2)。

公式中mu，mp，vu的计算见图1。

mp=[bftf(h-tf)+twh2/4]fy,mu=bftf(h-tf)fu。

钢框架栓焊梁柱连接节点的抗震设计

这性能，开始重视研究钢框架结并构中梁柱栓焊连接节点的抗震设计。
近年来，钢结构正慢慢成为高层或超高层建筑
中主要的建筑类型。在多高层钢框架中比较常用的粱柱节点连接型式是梁翼缘与柱焊接、腹板与柱梁
ｈｌｏｒｌｘｔｅｓｒｓｃｎｅｔｔｎａｈｎｆａｃｓｏｅｏｅｔｅａｈｔｏｃｎｒｉｔｅｅｄｏｃｅｓｈｌ．Ｄｅｌｗｔｅｄｔｂｄｔｅｂｃｉｇｂｒａｐｏｒａｅｙｔｅｕｅｗｌ－ｓｅａｏｔａｉｗｌｓａａｋｎ・ａｐｒｐｉｔｌｏｒｄｃｅｄｈａｎｈｄｇｕ．
ｂａｉｇａｄｃｖｒｇｂａｄｉｒｅｃｅｓｌｉｔａｒｉｇｃｐｃｔ．Ｍａｅｔｅｐａｔｎｅｏｅｆａｅｕｄｒｓｖｒａｔｑａｅｒｃｎｏｅｎｏｒｏｄｒｏｉｒａｅｕｔｅｃｒｙｎａａｉｎｉｎｔｎｍａｙｋｌｓｉｈｇｆｈｒｎｅｅｅｅｅｒｕｋｈｃｉｔｍｈ
维普资讯
四川建筑科学研究
１０２
ＳｃｕｎＢｉｉｇＳｉｎｅｉｈａｕｌｎｃｅｃｄ
第３４卷
第１期
２００８年２月
钢框架栓焊梁柱连接节点的抗震设计
王喜堂，忠根徐
（广州大学工程抗震研究中心——广东省地震工程与应用技术重点实验室，广东广州５００）１４５
ｔｏｃｒａｔｅｅｄｏｅｓｎｔａｆｎｊｉｔｂｃｌｅｒａｉｎＲＳｓｃｏｆａ．ＩｐｖｎｔｅｃｎｅｔｒｆｃｅｓｏｃｕｔｈｎｆａｓｄｏｎｙｌａｙｄｃｓｎｅｄＣＯＳｅｔｎｏｍｂｍｉｅｏｏｓｏｌｅｇｉｅｂｍＲｅｏｏｔｕｅｏｃｓＯｈｘａ

新型方钢管柱—H型钢梁半刚性连接钢框架抗震性能研究

新型方钢管柱—H型钢梁半刚性连接钢框架抗震性能研究目前,装配式钢结构正快速发展,而传统焊接节点不利于施工、抗震性能差的弊端越来越明显,急需开发新型的节点形式来满足实际工程的需要并进一步促进钢结构装配式的发展。

本文介绍了一种新型的方钢管柱-H型钢梁半刚性节点,将其应用于框架来研究其抗震性能。

主要通过足尺拟静力试验和数值模拟两种研究方法,研究了新型半刚性连接钢框架的破坏形式、滞回性能、强度和刚度退化、延性和耗能能力等,分析了不同参数对其抗震性能的影响,还建立了三维新型半刚性连接钢框架模型研究其在多遇和罕遇地震下的抗震性能,为新型半刚性连接钢框架的实际工程应用做出参考。

对足尺新型半刚性连接钢框架沿梁轴线方向施加低周往复荷载进行拟静力试验,来研究框架的破坏特征和机理、应力应变规律、滞回性能、强度和刚度退化、延性和耗能能力,试验结果表明:新型半刚性连接钢框架破坏主要发生在节点域——槽型钢梁与外套筒焊缝开裂、H型钢梁屈曲变形、外套筒和柱翼缘变形等;新型半刚性连接钢框架滞回性能较好,承载力高,延性和耗能出色,且强度退化不明显,刚度退化较平稳。

通过ABAQUS有限元软件建立与试验一致的有限元模型,将模拟结果与试验结果进行了对比,并分析了框架各部位的应力应变,结果表明:有限元模型的破坏形式、应力应变分布以及抗震性能都与试验结果较为吻合,角钢、槽型钢梁等能有效地将塑性铰外移。

以基准模型为基础,在ABAQUS中建立另外11个有限元模型,分析了节点形式、框架跨度、框架层高、轴压比对新型半刚性连接钢框架抗震性能的影响,分析表明:新型节点能够有效的将塑性铰从梁端外移至槽型钢梁边缘,发挥梁的耗能能力,提高了框架的抗震性能,新型半刚性连接钢框架刚度和承载力远大于纯焊接框架;跨度对新型半刚性连接钢框架的影响较大,跨度增大能使梁塑性铰外移并充分发展,梁先于节点破坏,提高框架耗能能力;层高对新型半刚性连接钢框架有一定影响,层高增大滞回曲线饱满度不断减小,承载力和刚度降低,耗能能力下降;轴压比对新型半刚性连接钢框架的影响尤为显著,适当的柱轴压(0.2左右)有利于改善新型半刚性连接钢框架的破坏形式和抗震性能,充分发挥梁的耗能能力,但轴压过大会导致柱先于梁破坏,大大削弱框架的抗震能力。

PEC柱—型钢梁顶底角钢连接框架抗震性能研究

about 7.0%, the ductility coefficient improves by 21.1%, the node rigidity and the degradation of bearing capacity has been improved. Therefore, this frame should be restrict the column axial compression ratio appropriately and be minimized the angle bolts margins within the required range in order to increase the joint stiffness, and improve the frame ductility.Another, three frame models were built by using ABAQUS finite element software in the test, The results of the simulation and the test were compared based on the analysis. the gap between the two results is range from 2.8% to 16.2%. On this basis, a composite frame of three-layer one-span was designed, forcing loads in the situation of frequently occurred earthquake and rarely occurred earthquake with quivalent base shear method. Ultimately the storey drifts of this frame meet the requirement of the seismic code.Key Words：Partially encased concrete composite column；Top-seat angles；Composite frame；Seismic behavior；Finite element analysis* This study is supported by the National Natural Science Foundation（51268042）目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)1.1 PEC柱的形式及优点 (1)1.2 梁柱节点的种类 (1)1.3 梁柱连接节点的典型构造 (2)1.3.1 刚性连接节点 (3)1.3.2 铰接连接 (3)1.3.3 半刚性连接 (3)1.4 半刚性连接钢框架的优越性 (4)1.5 研究与应用现状 (4)1.5.1 H型钢部分包裹混凝土组合结构 (4)1.5.2半刚性连接钢框架的试验研究现状 (5)1.5.3半刚性连接钢框架理论研究现状 (7)1.6PEC柱—钢梁角钢连接框架应用的主要问题 (8)1.7 课题提出背景及本文研究内容 (8)2 部分包裹混凝土柱半刚性框架的试验研究 (10)2.1 概述 (10)2.2 试件设计与制作 (10)2.3 材料性能 (11)2.4 试验加载及制度 (12)2.5 试验数据采集 (13)2.5.1 应变片及应变花位置 (13)2.5.2 位移计位置 (15)2.6 试验过程与特征分析 (15)2.6.1 KJ-1试验现象 (15)2.6.2 KJ-2试验现象 (16)2.6.3 KJ-3试验现象 (17)2.6.4破坏特征与破坏机理分析 (18)3 抗震性能与应变分析 (19)3.1 滞回性能 (19)3.1.1 滞回曲线 (19)3.1.2 骨架曲线 (20)3.2 承载力退化 (21)3.3 刚度退化 (23)3.4 延性分析 (26)3.5 节点初始转动刚度 (27)3.6 应变分析 (30)3.6.1 节点核心区剪应变 (30)3.6.2 角钢应变 (32)3.6.3 角钢、梁端、柱脚应变分析 (33)3.6.4 角钢、梁端、柱脚屈服先后顺序分析 (33)3.6.4 内力分析 (39)3.7 小结 (41)4 有限元分析 (43)4.1 概述 (43)4.2 建模过程 (43)4.2.1 材料属性及本构关系 (43)4.2.2 网格划分 (45)4.2.3 接触与约束 (45)4.2.4 螺栓预紧力及边界条件 (45)4.3 模拟结果与试验对比分析 (46)4.3.1 破坏形态 (46)4.3.2 数据对比 (49)4.4 PEC柱—型钢梁角钢连接三层框架抗震性能分析 (50)4.4.1 拟静力加载条件下抗震性能分析 (50)4.4.2 地震作用下抗震性能分析 (52)4.5 小结 (55)结论 (56)参考文献 (58)在学研究成果 (62)致谢 (63)1 绪论1.1 PEC柱的形式及优点PEC柱为英文Partially Encased Concrete Composite Column的缩写，即部分包裹混凝土组合柱，为近年来出现的新型构件。

型钢混凝土梁柱节点抗震性能的试验研究精品

型钢混凝土梁柱节点抗震性能的试验研究摘要近年来，我国经济总量迅速增长，建筑技术水平不断提高。

随着城市人口数量剧增，为了缓解城市建设用地紧张，大量城市均已建成或正在建设数百米高的建筑。

混合结构体系在这一背景下应运而生。

混合结构兼具钢结构与混凝土结构的优点，能够充分发挥型钢与混凝土两种材料的特性，在抗震性能及建筑适用性方面具有无可比拟的优势。

混合结构作为一种新兴的建筑结构体系，虽然已经被国内外大量高层建筑采用，但是在实际应用过程中仍然存在一些问题，这些问题的存在限制了混合结构体系的推广应用。

目前的研究主要集中在型钢混凝土柱-钢(钢筋混凝土)梁节点抗震性能上，对于能够简化型钢混凝土梁柱节点施工工序的新型梁柱节点构造形式研究较少。

梁柱节点是结构的关键部位，受力复杂，其性能直接关系到整体结构的抗震性能。

我国现有规范及实际工程中，梁柱节点均采用节点核心区水平箍筋穿过梁型钢腹板孔洞的构造形式，但是在实际施工过程中，水平箍筋弯钩难以穿过梁型钢腹板孔洞，这给施工工序及质量保证带来了难题及隐患。

本文通过改进现有型钢混凝土梁柱节点构造形式，在规范规定的节点构造形式的基础上，提出了两种梁柱正交及一种梁柱斜交的改进型节点构造形式。

将一种普通节点形式(SRCJ-01)、三种新型的节点形式(SRCJ-02，SRCJ-03，SRCJ-04)以及同尺寸、同配筋的钢筋混凝土梁柱节点(RCJ)制作试件，进行低周反复荷载作用下的拟静力试验，研究其抗震性能。

根据试验现象及量测的数据，对比了各节点形式在低周反复荷载作用下的破坏形态、极限承载力、强度退化规律、滞回特性、耗能性能及关键部位应变分布等。

对比结果表明：各试件均发生了梁端塑性铰破坏，节点核心区保持完好，证明了“强柱弱梁强节点”的设计原则的正确性；型钢混凝土梁柱节点的承载力、延性、耗能能力等方面均明显优于钢筋混凝土节点；采用U形箍筋的SRCJ-02的极限承载力和抗震性能均优于SRCJ-01，这证明了使用U形箍筋替代闭合箍筋的构造形式是合理可行的；腹板开矩形孔的SRCJ-03在承载力方面略有不足，但是其等效粘滞阻尼比系数均大于其他试件，证明了其具有良好的耗能性能；梁柱斜交的SRCJ-04的极限承载力优于其他试件，延性处于其他试件之间，证明了该梁柱斜交节点构造形式是合理的。

钢筋混凝土柱—钢梁混合框架抗震性能及设计方法研究

钢筋混凝土柱—钢梁混合框架抗震性能及设计方法研究钢筋混凝土柱—钢梁混合框架抗震性能及设计方法研究随着现代城市的迅速发展，高层建筑的兴起成为了一种趋势。

然而，高层建筑所处的地理位置以及面临的自然灾害，如地震，给其结构安全带来了严峻的挑战。

因此，如何提高高层建筑的抗震性能成为了一个重要的课题。

钢混合结构是现代高层建筑中常用的结构形式，其具有较好的承载能力和韧性，能够有效减轻地震对建筑物的破坏。

在钢筋混凝土柱与钢梁相结合的钢混合结构中，柱和梁的配合关系对整个结构的抗震性能起着关键作用。

因此，针对钢筋混凝土柱—钢梁混合框架的抗震性能和设计方法进行研究是非常有意义的。

首先，钢筋混凝土柱—钢梁混合框架的抗震性能可以通过多种方法进行评估。

常用的方法之一是基于强度和刚度的能量法原理，即通过计算结构的弯矩和剪力能量来评估结构的抗震性能。

另一种方法是基于结构的振动特性的地基反应谱分析法，即通过考虑结构与土层的相互作用来评估结构的抗震性能。

其次，针对钢筋混凝土柱—钢梁混合框架的设计方法需要综合考虑结构的承载能力、韧性和稳定性。

在设计过程中，需要确定柱和梁的尺寸、钢筋及配筋方式，并根据设计要求进行合理的抗震设计。

对于柱的设计，应综合考虑弯矩、剪力、轴力以及局部压力等多种荷载作用，采用合理的构造形式和钢筋配筋方式。

对于梁的设计，应综合考虑弯矩、剪力、挠度等荷载作用，采用适当的截面形式和钢筋配筋方式。

在钢筋混凝土柱—钢梁混合框架的抗震性能研究中，还需要考虑结构的边界条件和连接形式。

边界条件主要包括结构的基础、支座和预应力控制等，而连接形式则包括柱与梁之间的节点连接以及节点处的钢筋配筋等。

这些因素对结构的整体性能和稳定性起着重要的影响，需要在设计和施工过程中予以充分考虑。

在实际工程中，钢筋混凝土柱—钢梁混合框架的抗震性能和设计方法需要在综合考虑结构特点的基础上进行研究和改进。

同时，在设计施工过程中还需要注意工程质量的控制和监督，保证结构的稳定性和安全性。

框架结构抗地震倒塌能力的研究汶川地震极震区几个框架结构震害案例分析

框架结构抗地震倒塌能力的研究汶川地震极震区几个框架结构震害案例分析一、本文概述本文旨在深入研究框架结构在地震中的抗倒塌能力，特别是在汶川地震极震区的实际震害案例分析基础上，探讨框架结构的抗震性能和失效机制。

汶川地震是中国历史上一次具有极大破坏性的地震，其极震区的震害情况尤为严重，为我们提供了宝贵的震害数据和实际案例。

本文通过分析这些案例，旨在提升对框架结构抗震性能的理解，为未来的抗震设计和防灾减灾提供科学依据。

文章首先将对框架结构的基本特性和抗震设计原理进行概述，为后续的分析和讨论提供理论基础。

随后，将详细介绍汶川地震极震区的几个典型框架结构震害案例，包括震害现象、破坏程度和影响因素等。

通过对这些案例的深入分析，我们将揭示框架结构在地震中的倒塌机制和薄弱环节，探讨现有抗震设计方法的优点和不足。

在此基础上，文章将进一步研究提高框架结构抗地震倒塌能力的有效措施和方法。

结合震害案例的分析结果，我们将探讨如何优化框架结构的抗震设计，提高结构的延性、耗能能力和整体稳定性。

还将关注新型抗震材料和技术的应用，以期在未来抗震设计和防灾减灾工作中取得更好的效果。

本文将对研究成果进行总结，并提出对未来研究方向的展望。

通过本文的研究，我们期望能够为提升我国框架结构抗震性能提供有益的建议和参考，为保障人民群众生命财产安全做出积极贡献。

二、框架结构的抗地震倒塌能力分析框架结构作为一种常见的建筑结构形式，其抗地震倒塌能力一直是工程界和学术界研究的重点。

在汶川地震极震区的震害案例分析中，我们可以发现，框架结构的抗地震倒塌能力受到多种因素的影响，包括结构设计、材料性能、施工质量、地震动特性等。

从结构设计的角度来看，合理的抗震设计是提高框架结构抗地震倒塌能力的关键。

在汶川地震中，一些遵循了现行抗震设计规范的框架结构表现出了较好的抗震性能，能够在地震中保持结构的整体性和稳定性。

然而，也有一些框架结构由于设计上的不足，如结构布置不合理、节点连接不牢固等，导致在地震中出现了严重的破坏甚至倒塌。

框架结构梁柱节点的抗震性能分析

“ 强剪弱弯，弱梁强柱，强节点强锚固” 已经成为工程界的共识。这种“ 能力设计 ” 的思路使得钢筋混凝土结构在地震作
ＺＨＡＮＧＸＵ－ｏｎｈｇ，ＤＯＮＧＹＡＮ— ｕｑｉ（ｐｏｖｌｇｎｅｉｇ，ｉｎｊｎｎｔｔｔｆＴｅｈｏｏｙＤｅ．ｆＣｉｉＥｎｉｅｒｎＨｅｌｇｉｇＩｓｉｕｅｏｃｎｌｇ，Ｈａｂｎ１０５Ｃｈｎ）ｏａｒｉ５００，ｉａ
ＡｂｔａｔＴｈｅｆｒｎｅｐｒａｒｍｅｃｎｔｕｔｎｍａｎｙｄｐｎｓｏｈｕｔｌｙｔｅｉｔｕｄｒｔｅｓｒｃ：ｅｐｒｏｍａｃｏｔｌｆａｏｓｒｃｉｉｌｅｅｄｎｔｅｄｃｉｔｏｒｓｓｎｅｈｏｉｂｇｅａｔｑａｅｆｎｔｏｈｎｌｓｉｉｔｒｉｎ，ｔｅｅｏｅｎｅｈａｔｑａｅｆｎｔｎｈｔｕｔｒｉｇｒｅｒｈｕｋｕｃｉｎｔｅｉｅａｔｄｓｏｔｃｏｈｒｆｒ，ｕｄｒｔｅｅｒｈｕｋｕｃｉ，ｔｅｓｒｃｕｅｏｄｃｉｔｎｈｔｕｔｒｎｅｓｔａｈｑａｌｍｐｒａｔｓｇｉｉａｃ．Ｂｅｍｎｏｕｎｃｒｒａｉｕｔｌｙａｄｔｅｓｒｃｕｅｉｔｎｉｈｓｔｅｅｕｌｉｏｔｎｉｎｆｎｅｉｙｙｃａａｄｃｌｍｏｅａｅｓｇａａｔｅｈｒｍｅｓｐｏｔｇｃｐｃｔｎｈｕｔｉｙｅｓｎｉｌｐｔｔｎｌｚｓｓｍｅｆｃｏｓｏｈｅｕｒｎｅｄｔｅｆａｕｐｒｉａａｉａｄｔｅｄｃｉｔｓｅｔｏ，ｉａａｙｅｏａｔｒｆｔｅｒ — ｎｙｌａｓｉｆｒｅｏｃｅｅｆａｅｐｔｈｐｉｔｅｒｈｕｋｅｉｔｎｅｐｒｏｍａｃ，ａｄｉｒｆｒｅｈｎｒｉｆｒｅｎｏｃｄｃｎｒｔｒｍｉｃｏｎａｔｑａｅｒｓｓａｃｅｆｒｎｅｎｓｅｅｒｄｗｅｅｎｏｃｄｃｎｒｔｒｍｅｐｔｈｐｉｔｅｒｈｕｋｅｉｔｎｅｄｓｇ．ｏｃｅｅｆａｉｏｎａｔｑａｅｒｓｓａｃｅｉｎｃＫｅｒｓｆａｅｓｒｃｕｅｎｄ；ａｔｑａｅｒｓｓａｃｅｆｒａｃ；ｎｌｚｙｗｏｄ：ｒｍｔｕｔｒ；ｏｅｅｒｈｕｋｅｉｔｎｅｐｒｏｍｎｅａａｙｅ

钢框架结构梁柱刚性节点抗震设计

，
ｔｔｐｄｗｅ－ｍｂｒｌｃｏｙｅｅｒｓｎｓｔｅｅｏｏｃｌｎｕｎｅｆｔｅｌｃｏｙｅｎｉ１ｅｈｃｎｍｃｌｎｕｎｅｏｎａｉｎｏｙｅａｂｍｅｅｔｔｐ，ｒｐｅｅｔｈｃｎｍａｆｅｃｓｏｈｔｔｐ．ａｄｄｓ８８ｔｅｅｏｏａｎｅｉｉｌｅｏ８ｉｉｅｃｏｆｕｄｔｌｆｓｆｏ
翼缘表面附近的剥离破坏；焊趾处梁翼缘开裂贯通；柱翼缘层状
承载力；
— —
撕裂；裂缝穿过柱翼缘和部分腹板的断裂破坏。历次震害均表明梁柱节点破坏处较多，而梁柱节点周围发生钢梁、柱构件破坏的
情况很少，这说明目前的梁柱刚性连接方式存在抗震能力不足的
＝Ｗ ‘ ，＝ ‘ｖｐ厂。为了使梁产生塑性铰，而柱保持弹性，梁柱受弯承载力的比式中： —钢材屈服强度下限； — 值应满足：钢材抗拉强度下限；
— —
＞Ｓ。２
ｗｐｗ，ｐ ——梁或柱截面和连接处截面的塑性抵抗矩。早期的设计规范不容许节点域发生塑性变形，这样梁柱连接的造价就比较高，对梁的延性要求也较高。后来的研究表明节点域在循环荷载作用下的滞回曲线饱满而且稳定，目前的设计都允
Ｓｅｌｓｒｃｕａｉｒｗａｅｃｍｍｕｃｔｏｔｅｔｕｔｒｌｍｃｏｖｏｎｉａｉｎｔｗｅｅｔｔｐｅａｄｃｓ．ｆｅｔｖｎｓａｙｉｏｒｌｃｏｙｎｏｔｅｆｃｉｅｅｓａｌｓｓｎ

钢结构梁柱刚性节点的抗震设计

建材世界
２１０２年
第３３卷
第４期
的原则，对连接应进行２阶段的设计：１阶段，求按构件的承载力（意：是设计内力，避免按设计内第要注不应力设计时构件截面及焊缝偏小从而给第２阶段极限承载力设计带来困难）进行连接的弹性承载力设计，其应采用的表达式Ｓ ≤Ｒ／（ｒ即规范公式５４２，条文在规范中为强制性条文。第２阶段，行连接的极限承．．）该进载力设计，其表达式为 ≥ 即规范公式８２８）该条文在规范中为一般性条文。Ｍ（．． —１，
移后，腹板在塑性铰处的弯矩就可以通过一定长度的盖板及其侧焊缝梁
弯能力的措施。相对而言，就等于提高了连接的也抗弯能力，两者之间的强弱关系发生转化，使同样可以使框架梁在水平地震作用下不会首先在连接处破坏。
匡
目
图３梁端翼缘加焊契形盖板及翼缘侧板加强

２
≥ １Ｍ『，
为了达到强节点弱杆件的保证，建筑抗震设计规范》《又要求钢结构构件连接应按地震组合内力进行弹
性设计，并应进行极限承载力验算。对于梁与柱连接的极限受弯承载力应符合Ｍ ≥ Ｍｐ。工程实例：特北方某水泥熟料生产线，沙其桁架转运楼为３１、钢框架结构，１１高５层１地震设防烈度７度，地震加速度０１ｇ场地类别为第２，计地震分组为第３组。梁柱均采用热轧Ｈ型钢，．５，类设钢号均为Ｑ２５３。建模通过ＳＴＳ软件的计算可知，１所示节点红色部分即表示节点的连接设计不满足规范第８２８条图．．的规定。由于部分设计人员缺乏对该公式的理解，处理此处问题是只是一味的加大钢梁截面。仅增大钢在梁截面，构件的极限承载力提高得非常有限，是用钢量却增大很多，种做法显然不合理。通过对公式但这ＭＭ的分析可知：主要与梁翼缘板面积和梁高有关， ≥ Ｍ与梁腹板厚度无关。Ｍ的大小主要受构件截面塑性抵抗矩ｗ的控制，Ｗ而的大小则与截面的尺寸有关。增大粱翼缘板尺寸和梁高虽然可以增大舰的值，ｗ但的值也会相应的增大，就是为什么增大钢梁截面，件的极限承载力提高得非常有限的原因。这构

钢筋混凝土框架梁柱节点的抗震加固

协同具体工作程序。
节点的强度（）点的受力特点
、
３．结构本身的承载力在进行验算处理的过程＿ｌ】，应ｊ要充分的对丁结构变形、温度作用、结构变形等多个方面的附加内力状态进行综合件的考
虑。
依据各个方面的结构力学进行分析，所能够得到的结论为：在竖向荷载
丁实Ｉ见强ｆ｛：弱梁。７．偏心影响。同梁柱无偏心的情况相比，其承载能力要降｛￣５ｏ％－－－７ｏ％。
（三）节点的变形
３．外包钢加固实际上就是在混凝士构件四周，利用型钢来达到加阎的目的。该加固措施，主要适宜使用在不允许对混凝＝＝ｌＩ界面尺、进行加大，同时要必须要大幅度的对于混凝土结构承载力进行加同的情况下。４．锚贴钢材加固法是通过铆钉、锚栓、高强螺栓、高强承压螺栓、膨胀螺栓等机械的方法，将钢材贴在被加固构件表面，达到改善构件性能的口的，锚贴钢材的形式町多种多样，如钢板、槽钢、角钢及组合构件。５．粘贴和锚贴共同作用的复合加固方法。这种方法使钢材屈服前锚接的压力减轻了胶体内的剪应力，在胶体粘结作用卜，外贴钢材与原构件变形协调，当钢材屈服以致造成胶体破坏后，锚栓和螺栓承担全部锚同作用，外贴钢材可以继续发挥其延性，保证构件的延性破坏。三、结语综上所述，在钢筋混凝十框架被广泛应用的情况Ｆ，钢筋混凝土框架梁柱节点所具有的相应节点进行抗震加固有着极大的必要件，特别是近ＪＬｇ来地震自然灾害不断增多的情况Ｆ，钢筋混凝十框架节点的抗震性能有了越发明显的重要性。并且在采取节点加同措施之后，确实起到了良好的效

梁柱半刚性连接对钢结构整体抗震性能的影响研究

单元端部轴向反力，Ｍｉ，Ｍｊ为单元端部弯矩；记单
第２期
杜俊等：梁柱半刚性连接对钢结构整体抗震性能的影响研究
１７３
元局部坐标下广义坐标向量为：＝（
ห้องสมุดไป่ตู้０
由式（２）、（３）可推出局部坐标系下单元刚度矩阵：
），，为单元端部横向挠度，，，为单元端部轴向位移；Ｌ为单元长度．不考虑单元所受
集中荷载，可以得到受力平衡方程：
ｒ＋＝０
文献［５］通过理论分析研究了该平面钢结构梁柱连接处的有限刚度对弯矩的影响．在线性假设下，梁柱连接处端部弯矩，和梁柱相对转角的关系可表示为：０，＝ｆｒ・Ｍ，其中．为半刚性连接有限转角的柔度系数．图２中Ｖｉ，为单元端部横向反力，Ｕ，为（１）
１６７２－６５５３／２０１３／１１（２）／１７２６－
动力学与控制学报
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＤＹＮＡＭＩＣＳＡＮＤＣＯＮＴＲＯＬ
Ｖ０Ｌ１１Ｎｏ．２
Ｊｕｎ．２０１３
其刚度矩阵；ＭｏｈａｍｅｄＡ．Ｄａｂａｏｎ和ＭｏｈｍｏｕｄＨ．Ｅ１．ＢｏｇｈｄａｄｉＬ２通过实验研究了空间钢结构梁柱半刚性连接在静载下的力学行为；马翠玲等通过仿

钢框架梁柱新型抗震节点设计

但是长槽孔的存在改变了梁翼缘和腹板端部的约束情况，导致原的整体性和可靠度有着直接的影响。在１９９４年北岭地震和１９９５年中。同阪神地震中，统的梁柱连接节点产生了很多脆性裂纹，些节点有的设计和某些计算方法不再适用，时制作不方便。传有
不致发生脆性破坏。根据我国《层民用建筑钢结构技术规程》定高规
然而，ｏｔｒｇＮｒｉｅ地震中，此类梁柱节点并没有表现出人们所期梁端翼缘上加焊楔形盖板时，板厚度不宜小于８ｈｄ盖ｍｍ，在工厂焊并与盖．待的延性．是产生了大量的脆性破坏。在地震中很多钢结构建筑接于梁的端部．梁翼缘同时开焊接坡口，板长度取０３倍梁高并而物遭到了严重破坏．后进行的大量调查和研究表明，焊接钢框不小于１０ｍ．般可取１０１０ｍ。震是５ｒ一ａ５ — ８ｍ梁腋式节点型式如图３ｂ，据美国ＳｔｅＰｏｅｔ的４种梁ｆ）根ＡＣＳｅｌｒｊｃ人们在对传统的梁柱节点进行调查、分析的同时，也基于抗震柱规格共９个加腋刚性节点的试验研究表明加腋节点的抗震性能突出，具的要求提出了很多改进的新型节点形式。其宗旨都是 “ 节点弱构有良好的塑性能力，塑性旋转角度由原来不足００８ａ强．１ｒｄ可增至００ｔｄ以．３ａ件 ” 深化，使塑性铰离开粱翼缘与柱之间的全熔透对接焊缝．至梁上．最大可达００ｒｄ的迫移．５ａ。但是这种节点不能缓解梁翼缘中部的应力集中现上以保持粱在地震作用下的稳定屈服．而满足抗震设计要求。从

框架支撑体系钢结构抗震耗能分布研究

结构中心支撑框架的施工过程中及使用期间，应进行实时监测。通过监测数据，可以及时发现并解决潜在的安全隐患，确保结构的抗震性能稳定可靠。监测内容包括但不限于：变形、位移、加速度、应变等方面的监测。
结论
本次演示介绍了钢结构中心支撑框架的抗震承载力设计的基本原则、方法及注意事项。在抗震承载力设计中，应注重结构体系和构件布置的合理性、地震作用下的工作原理、分析计算、确定结构体系和布置、复核与验算等方面的细节。应注意结构选型、连接节点、施工质量和监测等方面的问题。
基本原则
1、结构体系和构件布置的原则
钢结构中心支撑框架应设计成双向对称或反对称的结构形式，以实现地震作用的有效分散。同时，应优化构件布置，提高结构的整体刚度和稳定性。在垂直方向上，可采用多道支撑框架体系，以提高结构的抗震性能。
2、地震作用下的工作原理
在地震作用下，钢结构中心支撑框架应具备“小震不坏，中震可修，大震不倒”的性能。因此，设计时应注重加强结构的整体性和稳定性，同时优化关键部位的抗震性能，以实现多道防线的抗震体系。
三、框架支撑体系钢结构的抗震耗能分布研究
针对框架支撑体系钢结构的抗震耗能分布进行研究，可以从以下几个方面展开：
1、建立精细化模型：利用有限元软件建立精细化模型，对钢结构的梁、柱等主要构件进行详细的有限元分析，获取其在地震作用下的响应。
2、分析关键影响因素：通过对模型的分析，找出影响钢结构抗震耗能分布的关键因素，如梁柱连接方式、支撑体系类型、材料特性等。
7、培训和教育：对从事钢结构设计和施工的人员进行培训和教育，提高他们对钢结构抗震性能的认识和重视程度。通过学习和实践，使相关人员掌握先进的抗震设计和施工方法。
8、定期检测和维护：在钢结构建筑的使用过程中，应定期进行检测和维护工作确保其长期保持良好的工作状态。对于发现的隐患和问题应及时进行处理和修复避免因维护不当而导致的结构损伤和性能下降。