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模块化钢框架单元新型盒式连接节点及其设计方法

2021-05-21秦佳俊谭平尚继英李一明戴淑丹

土木与环境工程学报 2021年3期
关键词:承载力有限元设计

秦佳俊,谭平,尚继英,李一明,戴淑丹

(1.广州大学 工程抗震研究中心;广东省地震工程与应用技术重点实验室;工程抗震减震与结构安全教育部重点实验室,广州 510405;2.广州建筑产业研究院有限公司,广州 510405)

模块化钢结构建筑的梁、柱等构件均由工厂加工生产,施工现场只需进行螺栓拼接或者人工焊接即可,具有工业化程度高、轻质高强、施工周期短等优点,是一种极具工业化特性的建筑结构体系[1]。形成可靠模块化结构体系的难点在于一个节点上需要连接两柱四梁、四柱八梁、甚至是八柱十六梁,而且高装配率模块单元需要在工厂完成,现场连接不占用室内空间。目前已经开发了多种模块单元连接形式,Annan等[2]提出全焊接式模块化钢支撑体系的连接节点,并对节点以及钢框架支撑体系进行了深入的研究。Park等[3]提出的采用拼接板、高强度螺栓进行模块之间的水平和竖向连接,理论和试验研究的重点在于节点处4根柱作为嵌入式地基的整体。Lee等[4]以不削弱柱截面为前提,提出采用L型、T型、十字型连接件将模块单元连接在一起,并且对上、下两个模块连接节点进行了抗震性能的试验研究。中国学者也开展了对模块化结构的节点形式及其性能的探索,Deng等[5]提出用柱端开孔,采用十字型拼接板螺栓连接,盖板焊接封口的模块单元连接方式,并且对角节点和边节点的抗震性能进行了深入研究,结果表明,节点在往复荷载作用下的破坏均发生在梁端。……

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