模块化钢结构单元房承插式节点弯剪性能研究

为实现钢结构建筑模块化施工,提出一种新型承插式对穿螺栓连接柱-柱节点,该节点的组成构件在工厂预制,在施工现场仅需采用高强对穿螺栓拼装。通过对3个足尺节点试件进行弯剪试验,研究节点在弯剪受力状态下的受力特征、破坏模式、弯矩-转角关系及应变发展,对比节点内外套筒嵌套深度、套筒内有无注浆对节点极限承载力和初始刚度的影响。结果表明:该类节点初始转动刚度大、受弯性能好,满足欧洲规范3中刚性连接的要求,适用于钢结构模块化建筑;高强螺栓的紧固作用及内外套筒嵌套区域的“杠-撬作用”在一定程度上限制了节点域刚度发展;内套筒与端板焊接处焊缝质量和强度对节点承载性能影响较大,宜采用与钢材等强度设计;节点内外套筒嵌套深度为400 mm时,注浆与不注浆相比,初始转动刚度提高142%,承载力提高19%;承插深度减小可使节点内套筒应变发展变缓,但影响程度有限。采用ABAQUS有限元软件建立的考虑接触效应的实体单元非线性有限元模型可以很好地模拟该类节点的受力性能。进一步对该类注浆节点进行参数分析,结果表明:增加内、外套筒厚度可以提高注浆节点承载能力、初始刚度,但内套筒影响更为显著;套筒嵌套深度对注浆节点初始转动刚度和承载能力影响很小。