鋼結構工程節點破壞原因與分析：就節點破壞原因，通過現場調查、室內試驗和現場檢驗，進行了結構響應分析、有限元分析、斷裂力學分析等，還作了很多補充試驗，結合震前研究，對節點破壞原因提出了一些看法。首先認為節點破壞與加勁板、補強板腹板附加焊縫等的變動，并沒有什么直接關系，也并不是僅由設計或施工不良所能說明的，而是應從節點本身存在根本性缺陷方面去找原因。有以下3個方面因素被認為是決定和和影響節點性能而導致了破壞：
1.焊縫金屬沖擊韌性低：焊縫多采用E70T-4或E70T-7自屏蔽藥芯焊條施焊，這種焊條提供的最小抗拉強度480MPa，恰帕沖擊韌性無規定，試驗室試件和從實際破壞的結構中取出的連接試件在室溫下的試驗表明，其沖擊韌性往往只有10-15J，這樣低的沖擊韌性使得連接很易產生脆性破壞，成為引發節點破壞的重要因素。在北嶺地震后不久所作的大型驗證性試驗，對焊縫進行十分仔細的操作，做到了確保焊接質量，排除了焊接操作產生的影響。焊縫采用E70T-4型低韌性焊條，盡管焊接操作的質量很高，連接還是出現了早期破壞，從而證明了焊接縫金屬沖擊韌性低，是焊接破壞的因素之一。
2.焊縫存在的缺陷：對破壞的連接所作調查表明，焊接質量往往很差，很多缺陷可以看出明顯違背了規范規定的焊接質量要求，不但焊接操作有問題，焊縫檢查也有問題。很多缺陷說明，裂縫萌生在下翼緣焊縫中腹板的焊條通過孔附近，該處的下翼緣焊縫是中斷的，使缺陷更為明顯。該部位進行超聲波檢查也比較困難，因為梁腹板妨礙探頭的設置。因此，主要的連接焊縫中由于施焊困難和探傷困難出現了質量極差的部位。上冀緣焊縫的施焊和探傷不存在梁腹板妨礙的問題，因此可以認為是上翼緣焊縫破壞較少的原因之一。
3.坡口焊縫處的襯板和引弧板造成人工縫：實際工程中，往往焊接后將焊接襯板留在原處，這種做法已經表明，對連接的破壞具有重要影響。在加州大學進行的試驗表明，襯板與柱翼緣之間形成一條未熔化的垂直界面，相當于一條人工縫，在梁翼緣的拉力作用下會使該裂縫擴大，引起脆性破壞。其它人員的研究也得出相同結果。
4.梁翼緣坡口焊縫出現的超應力：當梁發展到塑性彎矩時，梁下翼緣坡口焊縫處會出現超高應力。超應力的出現因素有：當螺栓連接的腹板不足以參加彎矩傳遞時，柱翼緣受彎導致梁翼緣中段存在著較大的集中應力；在供焊條通過的焊接工藝孔處，存著附加集中應力；據觀察，有一大部分剪力實際是由翼緣焊縫傳遞，而不是象通常設計假設的那樣由腹板的連接傳遞。梁翼緣坡口焊縫的應力很高，很可能對節點破壞起了不利影響。Popov[4]采用8節點塊體單元有限元模擬分析發現，節點應力分布的最高應力點，是在梁的翼緣焊縫處和節點板域，節點板域的屈服從中心開始，然后向四周擴散。嶺前進行的大量試驗表明，當焊縫不出現裂紋時，節點受力情況也常常不能滿足坡口焊縫近處梁翼緣母材不出現超應力的要求。日本利用震前帶有工藝孔的節點，在試驗荷載下由應變儀測得的工藝孔端點翼緣內外的應變分布，應變集中傾向出現在翼緣外側端部，內側則在工藝孔端部，最大應變發生在工藝孔端點位置上。應變集中的原因，不僅大于工藝孔造成的不連續性，還在于工藝孔部分梁腹板負擔的一部分剪力由翼緣去承擔了，使翼緣和柱隔板上產生了二階彎曲應力。這些試驗與分析均指出，今后對節點性能的改進，不僅應改善焊縫，而且還應降低梁翼緣坡口焊縫處的應力水平。
5.其它因素：有很多其它因素也被認為對節點破壞產生潛在影響，包括：梁的屈服應力比規定的最小值高出很多；柱翼緣板在厚度方向的抗拉強度和延性不確定；柱節點域過大的剪切屈服和變形產生不利影響；組合樓板產生負面影響。這些影響因素可能還需要一定時間進行爭論，才能弄清楚。
（編輯：http://www.818541.cn）
