鑄鋼廠家就焊接節點產生脆性破壞進行研究分析

焊接抗彎框架鋼結構一向被認為具有構造簡單、施工方便、形式多樣及良好的塑性變形能力和抗震性能等優點。然而經過地震后，表面上看來并無因節點破壞而導致鋼結構的直接破壞或倒塌，甚至一些處于中等強度地震區的建筑結構看上去絲毫無損。經研究表明，大范圍的節點脆性破壞確實已經發生，破壞程度由細小的微裂紋到完全的柱截面斷裂不等。甚至完全喪失了承載力。鑄鋼節點一些建筑的破壞情況嚴重到在一層或幾層的所有抗彎節點全部斷裂，并出現了顯著的永久性側向位移。這些觀察結果改變了結構工程領域對這種常規鋼結構節點的設計和施工方法的認識，人們對現行鋼抗彎框架的焊接節點的設計和施工方法提出了疑問，開始懷疑這些節點在地震作用下是否具有足夠的安全度。

鋼結構連接主要有內隔板式、外隔板式和內隔板式3種，普遍適用第3種連接。在大量的地震中，內外隔板式梁柱節點的脆性破壞都是從焊縫端部的焊趾開始。同時，試驗表明梁體的翼緣在靠近節點焊縫處的應力分布極其不均勻。根據試驗繪制的翼緣應力分布圖，鑄鋼節點靠近焊縫處梁體中軸線處的應力小，邊緣的應力大；距離節點焊縫距離越遠應力分布圖也可以看出梁的翼緣上的應力分布，即邊緣應力大，中間應力小。梁翼緣處出現這種應力分布情況，主要是由于梁腹板對翼緣的嵌固作用導致梁邊緣部位的應變小于中軸線的。

在地震作用下，由于這種應力分布的不均勻性，梁將首先從邊緣進入塑性狀態。同時由于鋼材的應變硬化效應，在中軸線處梁翼緣達到屈服應力并剛剛形成塑性鉸或還沒有形成塑性鉸之前，邊緣處的應力可能已經達到了鋼材的極限強度或焊縫的破壞應力。產生裂紋。另外在梁腹板與柱連接處沒有豎向加勁肋，由于柱翼緣平面外的彎曲變形使得梁腹板承受的彎矩減小，引起梁翼緣應力增加。因此在塑性變形很小的情況下，節點就發生了破壞。

應對措施1、加強節點連接強度

（1）、對于焊接節點，施工時應按照國家規范的規定，對焊接材料、焊接方法、焊后熱處理進行評定；焊接時保證焊縫質量，消除氣孔、熔渣和未熔合缺陷，一旦有缺陷要及時清除后再焊，避免引起接頭強度和延性的下降；且根據受力情況要對焊縫進行必要的強度驗算。

（2）、在地震時因為支座錨栓小而被拉斷，螺栓抗剪強度不足被剪斷、桿端拉斷等造成節點破壞也是震害的主要現象。螺栓連接的施工質量直接影響著整個結構的安全。對于螺栓連接副，一定要按照國家規范在施工前進行檢驗和復驗，合格后才能進行安裝施工

2、采用新型節點

（1）、采用狗骨式節點。狗骨式節點是近年來研究的一種節點形式，目前已在工程中得到廣泛應用。其設計理念是以不顯著降低框架的梁強度為前提，對梁翼緣進行適應削弱，在強震的作用下迫使塑性鉸在偏離節點根部的位置形成，鑄鋼節點從而起到保護節點的目的。但是由于這種節點在施工中對梁翼緣施焊時要用到焊接墊板，加之翼緣焊根處常出現未焊透的現象，因而在墊板與柱之間會出現”人工裂紋”。這條裂紋往往是強震作用下節點開裂的起點。所以在施工時要充分注意焊接質量。

（2）、采用托座式節點。托座式節點是一種改進方案，用兩個托座分別將梁的上下翼緣和柱翼緣連接起來，而托座與梁翼緣則可通過焊接、鉚接或螺栓連接起來。這種節點的塑性鉸出現在梁上，比普通的焊接節點表現出更好的延性，但工程造價相對較高。

（3）、采用鑄鋼節點。鑄鋼節點是根據鋼管直接匯交而成的形狀制模經澆鑄成形的節點，整體性和強度均得到增強。鑄鋼節點鑄鋼節點與相連鋼管需要現場組對、焊接，每個鑄鋼節點的安裝精度都直接影響到與之相連的鋼管的安裝和另一頭相連的鑄鋼節點，因此安裝過程中的累計誤差控制至關重要。

從以上的分析可以看到，建筑鋼結構的節點脆性破壞是可以避免的。而為了防止地震中出現的梁柱節點脆性破壞現象，研究人員對節點的設計也作了較大的改進，其目的就是使節點具有更好的延性和強度。在今后的設計和施工中，還應加強節點的構造措施，同時保證施工質量，確保建筑鋼結構的抗震 安全性能。