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我國鋼結(jié)構(gòu)住宅的研發(fā)成為一個熱點問題,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。這種連接方式在國外,尤其在日本,得到了廣泛的應(yīng)用,但在我國缺乏應(yīng)用和研究,沒有設(shè)計準(zhǔn)則可循。 為了促進方管柱-H型鋼梁隔板貫通式節(jié)點的應(yīng)用,本文對其進行了試驗和有限元數(shù)值分析,研究內(nèi)容和獲得的成果如下: 1.通過4個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)點試驗和比較,考察了節(jié)點在反復(fù)荷載作用下的滯回性能、傳力機制和破壞模式。從試驗結(jié)果看各試件的破壞過程及破壞現(xiàn)象均相似,同時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)點的抗震性能。 2.分析試驗數(shù)據(jù),解析試驗現(xiàn)象,同時對鋁方管柱—H型鋼梁隔板貫通式節(jié)點的構(gòu)造細(xì)節(jié)進行了討論。通過分析,發(fā)現(xiàn)方管柱—H型梁隔板貫通式節(jié)點的滯回性能、極限承載力和節(jié)點域耗能能力均與普通的柱貫通式節(jié)點基本相同。 3.建立各個節(jié)點的有限元模型,將有限元計算結(jié)果與試驗結(jié)果對比,驗證了有限元模型可以在一定精度上模擬節(jié)點試件的滯回過程,計算得出節(jié)點的極限承載力。 4.通過理論分析和有限元的計算,說明現(xiàn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范中關(guān)于梁柱節(jié)點域驗算公式及其相關(guān)驗算規(guī)定完全適用于柱梁隔板貫通式節(jié)點。進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)力驗算公式和隔板厚度的限制條件。 5.進行了節(jié)點參數(shù)分析,通過有限元數(shù)值計算,掌握了隔板厚度、挑出長度及軸壓比對節(jié)點性能的影響規(guī)律。結(jié)合試驗與有限元分析的結(jié)果總結(jié)得到若干可用于指導(dǎo)工程設(shè)計的準(zhǔn)則