法兰连接方钢管柱-桁架焊接节点抗震性能试验研究

摘要

对桁架梁截面尺寸不同的6个足尺寸法兰连接方钢管柱-桁架焊接连接节点进行了低周反复荷载试验研究和有限元分析(FEA).该节点通过法兰和高强螺栓将上下柱及柱座在现场连接,柱座与桁架梁通过竖向连接板、法兰和腋板在工厂焊接;该节点应用于装配式多高层钢结构中,实现现场螺栓全装配.试验结果表明:桁架梁截面尺寸对节点的破坏模式影响较小,加腋板节点均由于反复加载导致桁架弦杆发生板材的撕裂而破坏,断裂前发展了良好的塑性变形,未加腋板节点根部焊缝发生断裂;加腋板节点的延性、极限承载力及耗能能力较好,塑性转动能力均大于抗震规范0.03 rad的最低要求.桁架梁截面尺寸对该节点各项力学性能影响显著,弦杆截面尺寸越大,极限承载力越高;腹杆截面尺寸对极限承载力影响较小,腹杆截面尺寸越大,节点延性越好,耗能能力越强;通过有限元软件提取了柱法兰处螺栓拉力的变化,柱柱法兰连接可近似为刚接;推导了节点的屈服荷载和极限荷载的简化计算公式.