近年来,我国钢结构住宅的研发成为一个热点问题,由方管柱和H型钢梁连接而成的框架应用于多高层建筑的结构体系是一种良好的选择。管柱与H型钢梁的连接可以有多种形式,制作成本低、施工方便的隔板贯通的连接方式是其中之一。这种连接方式在国外,尤其在日本,得到了广泛的应用,但在我国缺乏应用和研究,没有设计准则可循。 为了促进方管柱-H型钢梁隔板贯通式节点的应用,本文对其进行了试验和有限元数值分析,研究内容和获得的成果如下: 1.通过4个工程尺度的平面框架隔板贯通式方管柱—H型钢梁梁柱节点试验和比较,考察了节点在反复荷载作用下的滞回性能、传力机制和破坏模式。从试验结果看各试件的破坏过程及破坏现象均相似,同时只有充分保证焊缝的质量,才能发挥方管柱—H型梁隔板贯通式节点的抗震性能。 2.分析试验数据,解析试验现象,同时对方管柱—H型钢梁隔板贯通式节点的构造细节进行了讨论。通过分析,发现方管柱—H型梁隔板贯通式节点的滞回性能、极限承载力和节点域耗能能力均与普通的柱贯通式节点基本相同。 3.建立各个节点的有限元模型,将有限元计算结果与试验结果对比,验证了有限元模型可以在一定精度上模拟节点试件的滞回过程,计算得出节点的极限承载力。 4.通过理论分析和有限元的计算,说明现行结构设计规范中关于梁柱节点域验算公式及其相关验算规定完全适用于柱梁隔板贯通式节点。进一步分析了贯通式隔板的受力及其应力分布,提出了隔板应力验算公式和隔板厚度的限制条件。 5.进行了节点参数分析,通过有限元数值计算,掌握了隔板厚度、挑出长度及轴压比对节点性能的影响规律。结合试验与有限元分析的结果总结得到若干可用于指导工程设计的准则。