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我國鋼結構住宅的研發(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用于多高層建筑的結構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,得到了廣泛的應用,但在我國缺乏應用和研究,沒有設計準則可循。 為了促進方管柱-H型鋼梁隔板貫通式節(jié)點的應用,本文對其進行了試驗和有限元數(shù)值分析,研究內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)點在反復荷載作用下的滯回性能、傳力機制和破壞模式。從試驗結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)點的構造細節(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,將有限元計算結果與試驗結果對比,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)行結構設計規(guī)范中關于梁柱節(jié)點域驗算公式及其相關驗算規(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力分布,提出了隔板應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。結合試驗與有限元分析的結果總結得到若干可用于指導工程設計的準則