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海外工程十五年之一五十——美标钢结构特殊抗弯框架之设计(18)

5.4连接设计

5.4.1最大弯矩

AISC 358在每种预验连接类型的相应规定中确定了假定塑性铰的位置。这些塑性铰位置是根据连接装配试验期间观察到的塑性铰形成而规定的。它们代表符合资格预验要求的连接组件中非弹性变形的预期位置。尽管AISC 358规定了主要塑性铰区域,但在其他位置也可能出现一些有限的非弹性行为,如柱节点域和梁跨度内具有较大重力荷载要求的梁。

AISC 358§2.4.3,公式2.4.3-1规定了假设塑性铰区可能塑性弯矩的计算。考虑到材料的超强和应变硬化,塑性铰处的可能塑性弯矩旨在保守估计塑性铰处梁在循环非弹性响应下可能产生的最大弯矩。

5.4.2柱梁弯矩比

除某些例外情况外,AISC 341§E3.4要求使用梁和柱中心线的交点作为参考点,检查柱与梁的相对弯曲强度。在此交叉点处,∑M*pc/M*pb的比值应大于1.0,其中,∑M*pc是节点域上方和下方立柱的塑性弯矩承载力之和,因轴向荷载效应(包括超强度荷载组合)而减小,∑M*pb是通过“投影”获得的梁弯矩之和从塑性铰位置到柱中心线的梁的预期弯曲强度。“投影”一词意味着,这些弯矩中的每一个都是根据塑性铰位置处的抗弯强度计算得出的,并通过使用荷载和抗力系数设计荷载组合计算的剪力(作用于塑性铰位置与柱中心线之间)而放大。∑M*pc基于标准强度,∑M*pb基于预期强度(定义为标准强度乘以1.1Ry)。

比值∑M*pc/M*pb越大,柱中形成不良塑性铰的可能性越小。AISC341§E3.4c假定此比率大于2.0,则立柱保持弹性。当柱无法在节点域外保持弹性时,柱翼缘必须按照第5.3.2节的讨论进行横向支撑。

在柱子形成两个相交弯矩框架的一部分的情况下,AISC341§E3.3要求弯矩比的评价考虑在两个方向上同时屈服的可能性。该评估可增加框架端柱的轴向荷载,并降低适用的抗弯强度,因为轴向荷载增加以及柱在两个轴上同时弯曲。


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作者: ganggouren

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