装配式多高层钢结构研究要点与现状分析

装配式多高层钢结构构件或者模块宜工厂内焊接连接,工地全螺栓连接。通过对国内外装配式钢结构建筑的研究和工程应用进行综述,总结了装配式钢结构中柱与柱连接节点、梁与柱连接节点、支撑与框架连接节点、楼板与楼板连接、楼板与梁连接、围护墙体与主体结构连接,以及装配式钢结构整体结构受力与抗震性能的研究成果和研究方法。对国内外研究的问题和发展方向提出了几点建议。

装配式钢结构梁柱-柱法兰连接节点受力机理研究

提出了一种装配式钢结构梁柱-柱法兰连接节点,其主要由带悬臂梁段圆钢管上柱、带法兰圆钢管下柱、普通梁段和之间的连接装置组成。通过改变翼缘连接盖板的厚度、螺栓孔洞形式、螺栓个数等参数,基于损伤控制思想,可很好地控制梁端塑性铰的位置,将耗能集中在翼缘盖板连接处,确保利用连接盖板耗能来保证梁柱等主体构件保持在弹性阶段,利用震后更换耗能连接件实现节点的震后快速恢复功能。主要对5个节点试件进行数值研究分析,通过考虑悬臂梁段与普通梁段间隙、螺栓数量、翼缘连接盖板厚度及螺栓孔洞形式等参数,从而获得节点的承载能力、变形模式及应力变化等规律。研究表明：连接件相关参数的合理设计,能够在确保承载力满足要求的前提下,实现梁柱等主体构件不发生破坏,便于节点震后快速修复。

一种可恢复功能的装配式钢结构梁柱节点受力机理研究

提出了一种可恢复功能的装配式钢结构梁柱节点,该节点由带悬臂梁段的圆钢管柱、中间工字形梁段、翼缘连接盖板、L形板及高强螺栓群组成。通过控制翼缘连接盖板的厚度、盖板中间两螺栓间距等参数,可调节翼缘连接盖板处的截面刚度;通过翼缘连接盖板的塑性变形进行耗能,确保梁柱等主要构件保持弹性不发生破坏,以实现节点的震后快速修复。通过对6个节点的有限元数值模拟研究,获得了节点的承载能力、破坏模式及螺栓拉力等数据,主要分析了翼缘连接盖板中间两螺栓间距、双翼缘盖板连接形式、翼缘连接盖板厚度和螺栓孔形式等参数对节点力学性能的影响规律。研究表明：通过合理设计相关参数,能够使节点的承载能力满足要求,同时梁柱等主要构件不发生破坏,节点在震后可以实现快速修复。

翼缘双盖板装配式钢结构梁柱节点静力性能有限元分析

基于损伤控制的思想,提出了一种翼缘双盖板装配式钢结构梁柱节点,其由带悬臂梁段圆钢管柱、中间梁段及两者的连接装置组成。通过控制翼缘盖板的厚度、中间排螺栓间距等参数,可协调翼缘盖板处的连接刚度,从而利用螺栓的摩擦滑移和翼缘盖板的塑性变形共同耗能,确保梁柱等主要构件不发生塑性破坏。对6个节点的静力性能进行了非线性有限元分析,通过变化中间排螺栓间距、翼缘盖板狗骨削弱区尺寸、悬臂梁段翼缘厚度、翼缘连接盖板厚度及材料等参数,研究各参数变化对节点静力性能的影响规律。分析表明：节点设计中需综合考虑连接盖板、螺栓间距及悬臂梁段尺寸等参数并合理选取,从而在保证节点承载性能的同时,充分发挥该节点利用连接装置耗能以确保梁柱等主要构件不发生塑性破坏的优势,利于结构震后修复的实现。

一种盒子式模块化装配式钢结构房屋梁柱节点受力性能分析

提出一种盒子式模块化装配式钢结构建筑体系,采用有限元软件ABAQUS对提出的结构体系中梁柱节点的受力性能进行研究。改变法兰盘厚度、螺栓规格及梁翼缘是否栓接等参数,建立5个梁柱节点有限元模型,并进行静力和拟静力分析,获得了节点的静力性能和滞回性能、骨架曲线、延性性能、转动能力、刚度退化情况等。结果表明：由于模型采用柱端加载的方式,节点产生了明显的P-Δ效应;螺栓规格较大的模型承载力更高,而法兰盘厚度对模型承载力的影响不大,梁翼缘栓接能够提高节点的承载力;节点的延性系数达到了3.31以上,满足抗震设计要求。

H型钢梁处装配式钢筋桁架楼板纵向连接受力性能试验研究

提出一种应用于装配式钢结构的钢筋桁架楼板纵向连接方式,楼板之间采用局部湿连接,实现了工厂预制现场装配。通过对8个钢筋桁架楼板试件进行静力荷载试验,研究钢筋桁架形式、上弦钢筋连接方式和钢筋直径等参数对试件受力性能的影响,获得了试件的变形破坏模式和极限承载力,并利用GB50010—2010《混凝土结构设计规范》中正截面承载力计算式对楼板进行计算,并与试验结果进行了对比分析。研究结果表明：钢筋桁架楼板之间及与H型钢梁整体协同工作性能优良,可保证该纵向连接从屈服到破坏有一定的强度富余,能够满足GB 50010—2010对楼板在使用阶段强度和刚度的要求。根据试验结果,针对所研究的楼板提出了在使用阶段受弯承载力简化计算方法。

装配式混凝土板-钢柱新型连接节点冲切承载性能数值模拟研究

装配式混凝土（RC）板-钢柱连接节点结合了钢结构良好的延性、耗能和机械加工性能,在无梁楼板与方钢管柱连接处周围空出适当间隙,采用工字钢伸臂梁段在间隙中端板螺栓连接,在荷载作用下造成了工字钢伸臂梁段先于RC板破坏,形成一种装配式板柱连接节点。为研究该节点冲切承载性能,完成了5个ABAQUS数值模型计算。变化柱座伸臂梁段工字钢腹板厚度、翼缘厚度和柱翼缘环板加劲肋宽度等影响参数,获得节点破坏模式、应力分布、冲切荷载-位移曲线和螺栓受力性能,分析该节点静力冲切承载性能。结果表明：装配式RC板-钢柱新型连接节点可实现良好的抗冲切性能,并呈现出较好的延性。

不同窗墙比装配式预制陶粒混凝土外墙抗震性能研究

为研究装配式预制陶粒混凝土外墙的抗震性能,对5个不同窗墙比的单层单跨陶粒混凝土墙体试件进行低周往复加载试验研究。根据试验结果对比分析了5个墙体的裂缝开展过程、破坏模式以及墙体的强度、变形能力。结果表明：窗墙比越大,墙体初裂荷载及初裂位移越小,但窗墙比对墙体极限承载力没有明显影响。窗墙比较小的墙体最终破坏区域为节点区域混凝土;而窗墙比较大的墙体最终破坏区域为节点区域及洞口周围混凝土。因此为满足多高层结构的抗震要求,装配式预制陶粒混凝土墙体在窗墙比较大时应进行洞口加固或使用可滑移节点。