摘要
装配式钢结构建筑满足我国大力提倡的“建筑工业化”和“绿色建筑”发展战略,能在建筑领域较好地落实“双碳”目标。与传统钢结构建筑相比,装配式钢结构建筑能够很好地实现建筑与施工的标准化、规模化与工业化;同时,也更容易满足我国新型住宅产业化的快速发展要求。为此,本文基于实际工程建设需求提出了一种适用于低多层钢结构建筑的方钢管柱-H型钢梁新型全装配式连接节点,并对该装配式节点开展抗震性能研究。通过拟静力试验和数值计算,观察方钢管柱-H型钢梁新型全装配式节点在低周往复荷载作用下的破坏模式,研究不同轴压比下节点的承载能力、变形性能、延性和耗能性能的变化规律。主要开展工作如下: (1)方钢管柱-H型钢梁新型全装配式节点建造技术研发。归纳并总结分层装配式钢结构梁柱节点的建造特征,结合低多层钢结构建筑的受力特点,通过截断钢管柱和连接钢板的手段,研发出了适用于方钢管柱-H型钢梁的全装配式连接节点;根据节点的构造特征,给出了方钢管柱-H型钢梁的全装配式连接节点的建造方法;制定新型装配式节点抗震性能试验研究方案。 (2)方钢管柱-H型钢梁新型全装配式节点抗震性能试验研究。通过拟静力试验,对方钢管柱-H型钢梁的传统焊接节点与新型装配式节点在低周往复作用下的破坏模式和滞回耗能性能进行对比分析;在不同轴压比工况下,对方钢管柱-H型钢梁新型全装配式节点开展拟静力试验测试,研究方钢管柱在承受不同轴力作用下节点承受低周往复作用的能力;观察节点区域在不同作用力下的变形过程及破坏特征,分析滞回曲线、骨架曲线、节点刚度、延性和耗能参数等随服役工况改变的变化规律。 (3)方钢管柱-H型钢梁新型全装配式节点有限元数值计算。根据试验测试结果,建立新型分层全装配式螺栓连接节点和传统焊接连接节点的有限元模型;对比分析数值计算结果与试验实际结果的差异,探讨新型全装配式节点和传统全焊接节点数值计算模型的正确性;通过有限元计算模型,对不同工况下方钢管柱-H型钢梁的新型全装配式节点和传统全焊接节点的抗震性能进行数值模拟计算,并深入研究该新型全装配式节点的抗震性能。