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装配式建筑采用标准化设计,工厂化生产,装配化施工,一体化装修,信息化管理以及智能化应用,是一种现代工业化的生产方式。本文提出了一种应用于模块化装配式多高层钢结构的全螺栓梁-柱和柱-柱连接,模块内部构件在工厂完成焊接连接,模块间采用此连接在工地快速装配。该连接通过法兰和高强螺栓将柱子连接,同时通过法兰上伸出的盖板、节点竖向连接板和贴板实现桁架梁与柱连接。所设计梁柱连接的盖板处高强螺栓的抗剪承载力小于桁架梁的屈服荷载,随着受力的变化,梁柱螺栓连接刚度呈阶梯性变化,可实现在小震下刚性连接,而在中震和大震下法兰盖板与桁架梁弦杆间产生相对滑移,实现滑移耗能。 为了研究盖板与桁架梁弦杆间的相对滑移对梁柱连接极限承载力、转动刚度等的影响,采用试验与有限元相结合的方法对该梁柱可滑移全螺栓连接进行静力性能分析。改变盖板上螺栓孔的直径及形状,设计了4个试件进行参数分析。结果表明,试件的极限承载力较高,盖板上螺栓孔的直径及螺栓孔形状对连接的极限承载力影响较小。盖板上螺栓孔的直径越大,上盖板与桁架梁上弦杆间的相对滑移值越大,且上盖板与桁架梁上弦杆间的相对滑移值基本大于盖板上螺栓孔直径与螺栓杆直径间的差值,说明螺栓孔壁在加载过程中被拉长了。 为了研究参数变化对方钢管柱-桁架梁栓接可滑移连接抗震性能的影响,改变盖板上螺栓孔的直径及形状,设计了6个试件进行拟静力试验和有限元分析,获得了滞回性能、骨架曲线、延性性能、耗能能力等。研究结果表明:承受滞回荷载的6个试件的延性性能均较好,当盖板上螺栓杆及螺栓孔直径相差较大时,盖板与桁架梁之间的相对滑移不是一次性完成,而是通过几次滑移后,螺栓杆与螺栓孔开始接触,孔壁开始承压,而产生相对滑移时,梁端荷载产生突然下降,滑移段的荷载位移曲线呈锯齿状,在盖板与桁架梁弦杆之间加入铜板有效解决了这个问题。连接正负向的塑性转角值均大于抗震设计0.03rad的最低要求,可在强震区使用。盖板与桁架梁弦杆之间的相对滑移增大了滞回曲线的面积,使连接在屈服前就具备了耗能能力。 为了研究高强螺栓拉力及接触面间的接触力随加载过程的变化规律,通过有限元模拟对6个模型进行分析,得到了高强螺栓拉力的变化和分布规律,法兰盖板与桁架梁弦杆接触面间摩擦力以及螺栓孔壁承压力的变化规律等。建立了梁柱可滑移全螺栓连接的力学模型,获得其受力机理,并提出了连接在滑移状态、屈服状态以及极限状态的简化计算方法。