梁柱节点的脆性破坏机理及原因
发生脆性破坏的主要原因焊接产生的集中应力作用。典型的脆性破坏方式为:梁自下翼缘与柱翼缘相交处焊缝出现脆性裂纹,随着受力的不断增加,裂纹不断伸长扩展,最终出现不同的断裂形式。相关文献一共记录了8种裂纹形式,其中共有7种形式的裂纹是发生在梁下部翼缘和柱相交处。证明了节点的脆性破坏主要区域是梁端。只有避免在梁端发生裂纹才能有效避免脆性破坏的发生。
存在于结构焊接过程中的应力集中问题。钢结构在焊接过程中受到很多因素的影响,如钢材受到高温冲击韧性降低,焊缝缺陷产生应力集中。受到地震作用力时,钢结构梁柱连接节点处受到的应力值较大且处于状态复杂应力状态下,此时焊接部位受到三向应力作用,既节点处的焊缝截面就是整个框架最薄弱环节。当钢材受三向应力作用时,材料的韧性会降低容易发生脆性破坏。另外,连接处的钢材受到约束无法自由转动,不能使该区域在形成塑性铰,增大了局部所受的应力,从而在焊缝缺陷处引发开裂。
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