首页 国际标准结构工程-公众号 海外工程十五年之一二八——美标钢结构特殊抗弯框架之设计(8)

海外工程十五年之一二八——美标钢结构特殊抗弯框架之设计(8)

美标钢结构特殊抗弯框架之设计(8)


3.5连接类型

1994Northridge地震以来,AISC 341要求通过预验证明钢结构特殊抗弯框架连接的构造设计至少能够使层间位移发展(+/-0.04)弧度,当受到AISC341K章中规定的循环荷载协议的影响时,没有过大的强度损失。必须使用与实际施工中包含的截面、材料和制造方法相当的全尺寸试样进行鉴定试验。相对而言,很少有实验室有能力进行这种昂贵的测试。如果初始连接设计未能通过测试,则可能需要执行多次设计和测试迭代,从而增加数月的延迟和数十万美元的项目费用。为了避免这些困难,AISC 341制定了一系列要求,以允许使用预验合格的连接。根据广泛的测试和分析,通过预验连接证明是可接受的,在规定的应用范围内使用时能够可靠地使用。下面介绍几个预验连接。

3.5.1AISC预验连接

AISC设有一个连接件资格预审小组,该小组制定了美国国家标准协会(ANSI)批准的标准,即AISC 358抗震用特殊和中等抗弯框架的预验连接。AISC 358提供了一系列通过资格预审的抗弯连接详图的材料、设计、构造、制造和检验要求。本标准由AISC 341引用,标准中包含的连接为大多数建筑官员所接受。每个预审连接都有与构件类型、深度和重量相关的唯一适用性限制。因此,并非每个连接都可以在相同的应用方法中使用。图3-3至图3-11说明了AISC 358-16中包括的连接技术配置。

3-3 削弱梁截面连接

3-4 端板连接

3-5栓接翼缘板连接                       3-6 焊接无加强翼缘焊接腹板

 

 3-7专有Kaiser螺栓支架连接

3-8专有ConXL™连接

3-9专有侧板连接

3-10专有Simpson强力框架™连接

3-11T形连接

AISC 358预验连接通常用于由连接至宽翼缘柱强轴的宽翼缘梁组成的平面框架。除宽翼缘柱外,一些连接还经过资格预审,可用于HSS柱、箱形柱和十字形宽翼缘柱。ConXL和侧板™ ® 连接件专门用于正交交叉框架,其中梁连接于柱的两个轴。

如前所述,除Simpson强力框架™外,所有的连接™为全强度、全约束连接。部分强度连接的使用提供了一些优势,因为与局部翼缘屈曲和梁的侧向扭转屈曲相关的极限状态变得不太可能。但是,本文后面指出的其他设计要求与此连接相关。

AISC 358资格预审专门用于水平框架上方和下方延伸柱的连接,并不特别适用于顶层条件。但这些连接通常用于此类应用中,通常通过将盖板延伸至柱顶或将柱头延伸至柱顶以上。同样,假定梁和柱在垂直平面内对齐,且梁对齐与柱对齐正交,则已对连接件进行了资格预审。针对这些条件以外的条件进行设计的工程师必须进行工程判断,并可能修改资格预审设计方法,以适应设计条件。当遇到这些条件时,一些建筑官员可能要求进行项目特定的资格测试。

3.5.2其他通过资格预审的连接

一些独立的评估服务,如ICC评估服务、IAPMO评估服务和洛杉矶市评估服务,提供符合建筑规范标准的专有产品和方法资格。其中一些评估服务以评估报告的形式发布专有连接技术的连接资格预审。大多数建筑官员接受这些报告作为符合规范的证据,只要它们与最新的建筑规范版本保持一致。但依赖这些评估报告的工程师应意识到,这些评估服务的审查严格程度并不总是与AISC连接资格预审审查小组的相匹配。因此,这些评估报告中包含的连接性能可能与AISC 358中的连接性能不匹配。

AISC 358中未包含的专利连接的一些个人专利持有人维护自己的测试数据和分析库,以证实其连接的性能。严格地说,这些连接不是经过资格预审的。但一些建筑官员会接受它们的使用,有时需要进行独立审查,作为此类使用的条件。

3.5.3项目特定资格

在某些情况下,AISC 358和评估服务报告中提供的预验连接可能不足以涵盖特定项目的设计条件。出现这种情况的一个原因是,为钢结构特殊抗弯框架选择的框架构件尺寸可能超出预验连接的限制。出现这种情况的其他原因包括在几何形状中使用连接,而非预验连接的几何形状,例如与宽翼缘柱弱轴的连接或斜连接。如果没有通过资格预验连接符合特定设计条件的要求,AISC 341§E3.6cc)(2)允许进行项目特定测试。必须至少测试两个试样,且必须满足AISC 341K章规定的标准。由于符合AISC 341K章要求所需的试样尺寸可能相当大,通常只有有限数量的大学实验室有能力进行此类测试。安排使用这些设施可能很困难。因此,如果需要特定于项目的测试,建议尽早规划这项工作。由于样品制造、运输和安装成本,测试可能会很昂贵。因此,只要有可能,应考虑使用框架布置,以便能够使用预验连接。

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作者: ganggouren

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