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我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)住宅的研發(fā)成為一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題,由鋁方管柱和H型鋼梁連接而成的框架應(yīng)用于多高層建筑的結(jié)構(gòu)體系是一種良好的選擇。鋁方管柱與H型鋼梁的連接可以有多種形式,制作成本低、施工方便的隔板貫通的連接方式是其中之一。這種連接方式在國(guó)外,尤其在日本,得到了廣泛的應(yīng)用,但在我國(guó)缺乏應(yīng)用和研究,沒(méi)有設(shè)計(jì)準(zhǔn)則可循。 為了促進(jìn)方管柱-H型鋼梁隔板貫通式節(jié)點(diǎn)的應(yīng)用,本文對(duì)其進(jìn)行了試驗(yàn)和有限元數(shù)值分析,研究?jī)?nèi)容和獲得的成果如下: 1.通過(guò)4個(gè)工程尺度的平面框架隔板貫通式方管柱—H型鋼梁梁柱節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)和比較,考察了節(jié)點(diǎn)在反復(fù)荷載作用下的滯回性能、傳力機(jī)制和破壞模式。從試驗(yàn)結(jié)果看各試件的破壞過(guò)程及破壞現(xiàn)象均相似,同時(shí)只有充分保證焊縫的質(zhì)量,才能發(fā)揮鋁方管柱—H型梁隔板貫通式節(jié)點(diǎn)的抗震性能。 2.分析試驗(yàn)數(shù)據(jù),解析試驗(yàn)現(xiàn)象,同時(shí)對(duì)鋁方管柱—H型鋼梁隔板貫通式節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造細(xì)節(jié)進(jìn)行了討論。通過(guò)分析,發(fā)現(xiàn)方管柱—H型梁隔板貫通式節(jié)點(diǎn)的滯回性能、極限承載力和節(jié)點(diǎn)域耗能能力均與普通的柱貫通式節(jié)點(diǎn)基本相同。 3.建立各個(gè)節(jié)點(diǎn)的有限元模型,將有限元計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比,驗(yàn)證了有限元模型可以在一定精度上模擬節(jié)點(diǎn)試件的滯回過(guò)程,計(jì)算得出節(jié)點(diǎn)的極限承載力。 4.通過(guò)理論分析和有限元的計(jì)算,說(shuō)明現(xiàn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中關(guān)于梁柱節(jié)點(diǎn)域驗(yàn)算公式及其相關(guān)驗(yàn)算規(guī)定完全適用于柱梁隔板貫通式節(jié)點(diǎn)。進(jìn)一步分析了貫通式隔板的受力及其應(yīng)力分布,提出了隔板應(yīng)力驗(yàn)算公式和隔板厚度的限制條件。 5.進(jìn)行了節(jié)點(diǎn)參數(shù)分析,通過(guò)有限元數(shù)值計(jì)算,掌握了隔板厚度、挑出長(zhǎng)度及軸壓比對(duì)節(jié)點(diǎn)性能的影響規(guī)律。結(jié)合試驗(yàn)與有限元分析的結(jié)果總結(jié)得到若干可用于指導(dǎo)工程設(shè)計(jì)的準(zhǔn)則