来源： 愚公解构，作者：双无余

地震对钢结构建筑的破坏

历史上，对钢结构建筑发展影响比较大的地震中，肯定少不了阪神大地震，震级7.3级，房屋损害的情况很严重：

• • 全部损坏：10.5万栋
• • 半数损坏：14.4万栋
• • 部分损坏：39.1万栋

阪神大地震发生的时间点是1995年，我们在下面这张统计图中，可以看到这一年所处的历史阶段，钢结构建筑已经在当地经历了35年的迅猛发展，差不多一半的建筑都是钢结构。

日本钢结构建筑建设规模60年变化趋势

钢结构建筑最容易发生破坏的部位是连接处。梁柱连接的根部往往因为受力最大，经常发生断裂。为了避免这种情况发生，目前设计中有很多种方式，可以达到“强节点弱构件”的目的，今天就聊一聊到底有哪些处理方式。

阪神大地震的钢结构破坏照片

“强节点弱构件”一览

“强节点弱构件”，顾名思义，处理方式有两个方向：加强节点，构件自然相对弱了；减弱构件，节点自然就相对强了。

加强节点

1. 1. 翼缘盖板增强型
2. 2. 扩翼缘板增强型
3. 3. 竖向单肋板增强型
4. 4. 翼缘内侧板或加劲板增强型

减弱构件

1. 1. 翼缘圆弧切削（RBS）
2. 2. 翼缘梯形切削
3. 3. 翼缘钻孔减弱

1 翼缘盖板增强型

在梁上下翼板外缘直接贴焊钢板。这样做不仅可以有效提高梁的抗弯能力，而且对于建筑使用空间的影响比较小。同时，可以根据梁构件在与柱连接附近范围内的弯矩梯度，调整这些贴焊钢板的形状，使之符合梁的受力情况。这样可以降低梁柱连接界面的应力，有效地将塑铰移出柱端侧的目的。

扩翼缘板增强型

2 扩翼缘板增强型

利用增加梁翼板宽度来增加梁构件弯矩承载能力，梁翼板所增加的宽度尺寸可以根据地震力的弯矩需求设计，达到降低柱面应力需求，迫使梁塑铰远离柱面的强度设计原则。切割型扩翼缘适合焊接H型钢，焊接式扩翼缘适合热轧H型钢。受力性能上，焊接式容易造成残余应力和变形，不如切割型。这种扩翼缘板形式，可能会影响到建筑局部效果。

扩翼缘板增强型

3 竖向单肋板增强型

这种单肋板包含三个部分：最大加强段、圆弧段及延长段。这种设计的目的是为了在地震中更有效改善焊接扇形开孔附近的应力集中问题。使塑性变形更均匀地分布，从而提高建筑结构的整体安全性和抗震性能。

竖向单肋板增强型

4 翼缘内侧板或加劲板增强型

这种加强措施，一种是在梁的侧边放一个加固板，另一种是在同一个侧边放两个加固板。这种除了可用于新建的钢结构，还可以用于已建好的钢结构，加固施工更具有可行性，不用影响建筑楼板。

翼缘内侧板或加劲板增强型

5 翼缘圆弧切削（RBS）

这种削弱范式，来自于FEMA 350和ANSI/AISC 358-10，采用翼缘圆弧切削细节被称为“reduced beam section”（简称RBS）。由于RBS设计和施工相对简单，因此在工程界获得了广泛的欢迎，并已在全球范围内得到大量应用。

翼缘圆弧切削（RBS）

6 翼缘梯形切削

这样的梯形切削区域是根据梁的弯矩需求梯度变化而设计的，目的是在地震力作用下，使产生的塑性转角集中在整个切削区域内，形成一个扩大的塑性区域。这种形式的设计和施工制作，相对圆弧，更简单一些。

翼缘梯形切削

7 翼缘钻孔减弱

这种方法通过在梁构件的上、下翼板特定区域内进行钻孔，从而降低该区域的弯矩强度。目的是在地震力作用下，将产生的塑性变形集中在钻孔区域，减少传递至柱面接合处的弯矩需求，从而降低接合处发生脆性破坏的机率。

翼缘钻孔减弱

小结

以上就是“强节点弱构件”的七种不同的方式，对于具体的项目，哪种更合适，就要看设计师的选择了。

所以设计师在选择方案时，如果有更多一点时间对比分析，那么给后面施工省的工效可就不是一点两点了。

如果大家有兴趣，我后面再细细聊一聊阪神大地震对建筑钢结构带来的影响。

参考资料：《钢结构梁柱抗弯节点设计手册与参考图》

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