首页 国际标准结构工程-公众号 海外工程十五年之八十六——美标钢结构抗震(29)

海外工程十五年之八十六——美标钢结构抗震(29)

6.1完全约束和部分约束弯矩连接,以及全强度和部分强度弯矩连接之间的区别是什么?

抗弯框架通过构成框架的梁和柱的截面特性以及这些构件在梁柱连接处的相互连接来获得其强度和刚度。抗弯框架中的梁柱连接通常可分为完全或部分强度以及完全或部分约束。

完全约束连接能够在整个弹性行为范围内保持梁和柱之间的角度基本不变。实际上很少有连接件受到完全约束,因为在荷载作用下,连接件的面板区域和其他位置(如连接板和螺栓)总会发生一些变形。AISC 360对这些构件在防止连接被归类为完全受限之前,可以有多大的灵活性保持静止。FEMA 350建议,如果连接构件(不包括面板区域)的柔度超过梁柔度的10%,则不应将连接视为完全受约束。如果连接不符合完全约束的条件,则将其归类为部分约束。根据定义,部分约束连接允许连接梁和柱之间的角度随着低于弹性极限的荷载施加到组件上而变化。

全强度连接能够在连接构件发生显著屈服之前,提高连接柱和梁中较弱的构件的屈服强度。当接头旋转加载时,这种连接将允许梁或柱中形成塑性铰链。在连接的梁或柱中形成塑性铰之前,部分强度连接将经历一些连接构件的屈服。

大多数焊接弯矩连接被认为是完全约束和全强度。虽然可以设计螺栓连接件,以充分发挥连接件的强度,但这些连接件往往比焊接连接件更灵活。尽管如此,一些螺栓连接确实符合完全强度和完全约束的要求。不管它们是螺栓连接还是焊接,实际上,在连接构件形成全塑性铰之前,许多被视为完全受约束的连接具有一定的灵活性,并且在其面板区域内也会经历一些屈服。

连接刚度是抗震框架设计中的一个重要问题。这是因为抗弯框架是固有的柔性系统,而抗震用抗弯框架的设计通常由建筑规范的要求控制,以限制地震荷载下的层间位移,而不是提供最小强度的要求。如果梁柱弯矩连接具有显著的柔性,这将使框架整体更加灵活,并且需要使用更大的构件来控制位移到规定的水平,而不是其他要求。在较低的抗震设计类别中,可以设计经济结构,在所有梁柱连接处使用成本相对较低的部分约束弯矩连接,调动整个建筑框架的抗震能力。

连接强度也是抗震设计的重要考虑因素。如果非弹性框架变形是通过连接件的屈服而不是通过它们连接的梁和柱而发生的,则这些连接件可能会产生较大的集中延性要求。一般来说,通过连接构件的分布屈服来满足框架的非弹性要求是可取的。尽管如此,一些局部强度连接细节已经被证明能够为SLRS提供足够的延性。这种连接的一个优点是,在地震后,修复损坏的连接构件通常比修复屈服或屈曲的梁和柱翼缘更容易,当梁和柱中形成塑性铰时,这种情况很常见。


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作者: ganggouren

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