北岭地震和贩神地震后美日钢框架节点设计的改进
，很可能对节点破坏起了不利影响。Popov[4]采用8节点块体单元有限元模拟分析发现，节点应力分布的最高应力点， 是在梁的翼缘焊缝处和节点板域，节点板域的屈服从中心开始，然后向四周扩散。 岭前进行的大量试验表明,当焊缝不出现裂纹时，节点受力情况也常常不能满足坡口焊缝 近处梁翼缘母材不出现超应力的要求。日本利用震前带有工艺孔的节点，在试验荷载下由 应变仪测得的工艺孔端点翼缘内外的应变分布，应变集中倾向出现在翼缘外侧端部，内侧则在工艺孔端部，最大应变发生在工艺孔端点位置上.应变集中的原因,不仅大于工艺孔 造成的不连续性，还在于工艺孔部分梁腹板负担的一部分剪力由翼缘去承担了，使翼缘和 柱隔板上产生了二阶弯曲应力。这些试验与分析均指出，今后对节点性? 艿母慕??唤鲇?nbsp;改善焊缝，而且还应降低梁翼缘坡口焊缝处的应力水平。
3．5 其它因素[3]
有很多其它因素也被认为对节点破坏产生潜在影响，包括：梁的屈服应力比规定的最小值高出很多；柱翼缘板在厚度方向的抗拉强度和延性不确定；柱节点域过大的剪切屈服和变形产生不利影响；组合楼板产生负面影响。这些影响因素可能还需要一定时间进行争论, 才能弄清楚。
4． 改进节点设计的途径
4．1 将塑性铰的位置外移[2][3][4]
在北岭地震之前，美国UBC和NEHRP两本法规对节点设计的规定，都是根据在柱 面产生塑性铰的假定提出的。由于在北岭地震中发现梁在柱面并没有产生塑性变性，却出现了裂缝。切口处的破坏是由三轴应力引起的，从而导致了脆性破坏。过去采用的焊接钢 框架节点标准构造，不能提供可靠的非弹性变形。试验表明，其节点转动能力不超过 O．005rad，大大小于SAC建议的最小塑性转动能力0．03rad。另一方面，从受力情况看， 塑性铰出现在柱面附近的梁上，还可能在柱翼缘的材料中引起很大的厚度方向应变，并对 焊缝金属及其周围的热影响区提出较高的塑性变形要求，这些情况也可能导致脆性破坏。 因此，为了取得可靠的性能，最好还是将梁柱连接在构造上使塑性铰外移。将塑性 位置从柱面外移有两种方法，一种是将节点部位局部加强，一种是在离开柱面一
也有一部分专业技术人员认为，在构造上采取某些措施仍可使塑性铰出现在柱面附近， 这些措施包括限制构件的截面，控制梁柱钢材的有关强度，使母材和焊缝金属有足够的冲击韧性，在节点构件上消除缺口效应等。但是由于没有足够的研究来肯定这些建议，使得这种建议在美国迟迟未能落实。而将塑性铰自柱面外移的建议，试验已表明是可行的和行之有效的。目前，美国对节点局部加强及梁截面减弱，都已提出了若干构造方案。实际上，将梁截面减弱使塑性铰外移的方法，早在北岭地震以前即有学者提 出过，北岭地震后又作了研究，在技术上己较成熟[4] ，从近期在美国盐湖城建造的25层办公 楼中采用的犬骨式(dog-bone)连接，就可以看到它的构造细节。目前，美国虽未提出 今后在抗震框架中推荐采用何种节点形式，但从实际情况看，上述犬骨式连接已成为主导形式[3] 。因它制作方便、省工，由美国公司设计的我国天津国贸大厦钢框架中也已采用了 这种节点形式。
日本阪神地震后，没有象美国采用将塑性铰外移的方案。日本1996年发表的《钢结 构工程技术指针》和1997年发表的《钢结构技术指针》JASS6等，仅提出了钢框架梁柱连接节点的构造改进形式，对节点构造特别是扇形切角工艺孔作了不少规定，目的也是消除可能出现的裂缝，保证结构的非弹性变形。也就是说，日本与美国分别采用了不同的避免脆性破坏的途径。
4.2 梁冀缘焊缝衬板缺口效应的处理[11][6]
在北岭地震前，美国钢框架节点施工中，通常将衬板和引弧板焊接后留在原处，这种做法，如前所述存在缺口效应，会导致开裂，现在则在焊后将下翼缘的衬板和引弧板割除，同时对焊缝进行检查[11] 。正如前面曾指出的，在下翼缘的焊缝中部由于焊条通过切角困难，焊接和探伤操作都要被迫中断，通常存在缺陷，割除衬板后可以目视观察，从而减少在此部位不易查看到的裂纹。衬板和引弧板可用气刨割除后再清根补焊，但费用较高，操作不慎还可能伤及母材。研究表明，衬板也可不去除，而将衬板底面边缘与柱焊接，缺点是无法象去除衬板后能对焊缝进行仔细检查。
由于上翼缘焊缝处衬板的缺口效应不严重，而且它对焊接和超探也没有妨碍，出于费用考虑，割除上翼缘衬板可能不合算，如果将上翼缘衬板边缘用焊缝封闭，试验表明并无 利影响，因此美国现时做法是上翼缘衬板仍然保留并用焊缝封口。
坡口焊缝的引弧板，在上下翼缘处通常都切除，因为引弧和灭弧处通常都有很多缺用气切切除后还需打磨，才能消除潜在的裂缝源。
在消除衬板的缺口效应方面，日本是非常重视的。在阪神地震后发表的技术规定中, 对采用H型钢梁、组合梁，以及采用组合梁时梁预先焊接或与衬板同时装配，不论是否切角，均采用衬板，对其构造包括引弧板，分别作了详细规定。
4．3 扇形切角构造的改进[8][9]
《北岭地震和贩神地震后美日钢框架节点设计的改进(第3页)》
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3．5 其它因素[3]
有很多其它因素也被认为对节点破坏产生潜在影响，包括：梁的屈服应力比规定的最小值高出很多；柱翼缘板在厚度方向的抗拉强度和延性不确定；柱节点域过大的剪切屈服和变形产生不利影响；组合楼板产生负面影响。这些影响因素可能还需要一定时间进行争论, 才能弄清楚。
4． 改进节点设计的途径
4．1 将塑性铰的位置外移[2][3][4]
在北岭地震之前，美国UBC和NEHRP两本法规对节点设计的规定，都是根据在柱 面产生塑性铰的假定提出的。由于在北岭地震中发现梁在柱面并没有产生塑性变性，却出现了裂缝。切口处的破坏是由三轴应力引起的，从而导致了脆性破坏。过去采用的焊接钢 框架节点标准构造，不能提供可靠的非弹性变形。试验表明，其节点转动能力不超过 O．005rad，大大小于SAC建议的最小塑性转动能力0．03rad。另一方面，从受力情况看， 塑性铰出现在柱面附近的梁上，还可能在柱翼缘的材料中引起很大的厚度方向应变，并对 焊缝金属及其周围的热影响区提出较高的塑性变形要求，这些情况也可能导致脆性破坏。 因此，为了取得可靠的性能，最好还是将梁柱连接在构造上使塑性铰外移。将塑性 位置从柱面外移有两种方法，一种是将节点部位局部加强，一种是在离开柱面一
定距离处将梁截面局部削弱。钢梁中的塑性铰典型长度约为梁高的一半，当对节点局部加强时，可取塑性铰位置为距加强部分的边缘处梁高的1／3。节点局部加强固然也可使塑性铰外移， 但应十分注意不要因此出现弱柱，有背强柱弱梁的原则。
也有一部分专业技术人员认为，在构造上采取某些措施仍可使塑性铰出现在柱面附近， 这些措施包括限制构件的截面，控制梁柱钢材的有关强度，使母材和焊缝金属有足够的冲击韧性，在节点构件上消除缺口效应等。但是由于没有足够的研究来肯定这些建议，使得这种建议在美国迟迟未能落实。而将塑性铰自柱面外移的建议，试验已表明是可行的和行之有效的。目前，美国对节点局部加强及梁截面减弱，都已提出了若干构造方案。实际上，将梁截面减弱使塑性铰外移的方法，早在北岭地震以前即有学者提 出过，北岭地震后又作了研究，在技术上己较成熟[4] ，从近期在美国盐湖城建造的25层办公 楼中采用的犬骨式(dog-bone)连接，就可以看到它的构造细节。目前，美国虽未提出 今后在抗震框架中推荐采用何种节点形式，但从实际情况看，上述犬骨式连接已成为主导形式[3] 。因它制作方便、省工，由美国公司设计的我国天津国贸大厦钢框架中也已采用了 这种节点形式。
日本阪神地震后，没有象美国采用将塑性铰外移的方案。日本1996年发表的《钢结 构工程技术指针》和1997年发表的《钢结构技术指针》JASS6等，仅提出了钢框架梁柱连接节点的构造改进形式，对节点构造特别是扇形切角工艺孔作了不少规定，目的也是消除可能出现的裂缝，保证结构的非弹性变形。也就是说，日本与美国分别采用了不同的避免脆性破坏的途径。
4.2 梁冀缘焊缝衬板缺口效应的处理[11][6]
在北岭地震前，美国钢框架节点施工中，通常将衬板和引弧板焊接后留在原处，这种做法，如前所述存在缺口效应，会导致开裂，现在则在焊后将下翼缘的衬板和引弧板割除，同时对焊缝进行检查[11] 。正如前面曾指出的，在下翼缘的焊缝中部由于焊条通过切角困难，焊接和探伤操作都要被迫中断，通常存在缺陷，割除衬板后可以目视观察，从而减少在此部位不易查看到的裂纹。衬板和引弧板可用气刨割除后再清根补焊，但费用较高，操作不慎还可能伤及母材。研究表明，衬板也可不去除，而将衬板底面边缘与柱焊接，缺点是无法象去除衬板后能对焊缝进行仔细检查。
由于上翼缘焊缝处衬板的缺口效应不严重，而且它对焊接和超探也没有妨碍，出于费用考虑，割除上翼缘衬板可能不合算，如果将上翼缘衬板边缘用焊缝封闭，试验表明并无 利影响，因此美国现时做法是上翼缘衬板仍然保留并用焊缝封口。
坡口焊缝的引弧板，在上下翼缘处通常都切除，因为引弧和灭弧处通常都有很多缺用气切切除后还需打磨，才能消除潜在的裂缝源。
在消除衬板的缺口效应方面，日本是非常重视的。在阪神地震后发表的技术规定中, 对采用H型钢梁、组合梁，以及采用组合梁时梁预先焊接或与衬板同时装配，不论是否切角，均采用衬板，对其构造包括引弧板，分别作了详细规定。
4．3 扇形切角构造的改进[8][9]
《北岭地震和贩神地震后美日钢框架节点设计的改进(第3页)》
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