局部可更换钢框架梁-柱节点受力性能研究

郑 宏，方贤禄，苏耀烜，彭志明

(长安大学建筑工程学院，陕西西安 710061)

0 引 言

目前，灾害脆弱性已经成为制约城市可持续发展的关键问题[1-4]。美国北岭地震和日本阪神地震后，为避免节点发生脆性破坏，从而提高钢框架整体抗震性能，各国学者提出了改进钢框架梁-柱延性节点的措施，主要集中在削弱型或加强型、端板连接型和带悬臂短梁的拼接型节点[5-8]，此类节点虽能改善梁端焊缝处的受力状况，但功能较为单一，未考虑受损后的快速修复性。

如何实现震后结构快速恢复功能成为工程抗震领域的一个研究趋势[9-12]。可更换梁柱节点在抗震设计时引入损伤控制理念，采用可拆卸更换的损伤元件，使震时塑性变形主要集中于损伤元[13]，其余构件保持弹性，震后仅需更换受损部件即可恢复结构使用功能。

本文基于保险丝和塑性铰外移理念，将外伸端板连接、削弱型和拼接型连接的优点进行整合，提出一种局部可更换钢框架梁-柱连接节点(以下简称新型节点)，如图1所示。该节点能够实现“塑性铰外移+耗能+可更换”三重功能的叠加，将其应用于地震区的钢框架中，能够在保证安全的基础上，快速恢复结构的使用功能。选取端板连接和拼接节点2个典型试验进行模拟，验证有限元建模过程的可靠性，然后对试件进行参数分析，研究短梁翼缘削弱深度c、削弱长度b及短梁长度l对节点承载力、耗能能力及延性的影响。

图1 局部可更换钢框架梁-柱节点