钢框架焊接节点局部屈曲累积损伤分析

王 萌，石永久，王元清

(清华大学土木工程系，100084北京，wangmeng1117@gmail.com)

近年来，高层建筑在我国大量兴建，高层钢框架结构的抗震已成为结构工程界重点研究和关注的问题，高层钢框架在强烈地震作用下破坏和倒塌是由于结构的部分构件和节点发生屈服、屈曲、断裂，造成结构的恢复力退化，产生不可恢复的塑性变形造成的，是一种低周疲劳累积损伤破坏［1-2］.其倒塌或破坏的发生具有3类模态:(1)延性破坏:梁端出现塑性铰，发生局部屈曲，出现逐渐退化的现象(退化曲线趋势如图1(a)所示).(2)脆性破坏:裂纹在焊趾的部分或者母材中发展最终导致断裂，承载力迅速退化，破坏之前没有征兆，构件没有明显的退化现象(退化曲线趋势如图1(b)所示).(3)混合破坏:破坏过程介于延性破坏和脆性破坏之间，结构一开始不出现明显退化的现象，随着局部屈曲现象以及裂纹的发展而出现退化现象［3-4］.而如何提高结构的延性，避免出现脆性破坏是值得探究的议题.国内外很多学者对这方面进行研究［3-7］，希望通过构造形式以及节点的设计，使得破坏位置远离梁端部的焊缝区域，从而改善节点的受力性能(图1(c)).结果表明:采取措施使得节点梁板件屈曲耗能而不是焊缝断裂破坏是提高节点延性以及提高抗震性能的有利途径.由于试验成本高，三维有限元模型计算代价过高，在高层钢框架结构抗震分析中往往采用杆系模型，但是此模型难以反应节点由于局部屈曲导致明显……