鋼框架柱高強螺栓拼接節(jié)點力學性能與設計方法研究.pdf

1、鋼框架柱作為鋼框架結(jié)構(gòu)中最重要的構(gòu)件，對結(jié)構(gòu)的整體承載能力、受力性能、抵抗變形的能力有著至關(guān)重要的作用。由于工廠制作條件、運輸條件的限制，鋼框架中的一根完整柱需要由多段在現(xiàn)場拼接而成，鋼框架柱拼接節(jié)點屬于結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵節(jié)點。我國正在修訂的《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（送審稿）中，鋼框架梁的拼接設計公式引用了《日本建築學會·鋼構(gòu)造接合部設計指針》2006中的規(guī)定，鋼框架柱的高強度螺栓拼接仍沿用JGJ99-98的設計公式。而在日本規(guī)范中，鋼框

2、架柱拼接節(jié)點的設計公式與梁的拼接節(jié)點設計公式是相通的。
　　本文對日本鋼框架柱拼接節(jié)點的設計公式進行了溯源，對比分析了我國與日本設計公式的異同，在日本設計公式的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國現(xiàn)行設計方法，提出了改進后的鋼框架柱高強度螺栓摩擦型連接拼接節(jié)點設計公式。
　　對日本《鋼構(gòu)造接合部設計指針》中鋼框架柱高強度螺栓拼接節(jié)點算例，分別采用日本設計公式、JGJ99-98設計公式、本文改進公式進行節(jié)點設計，對比設計結(jié)果和節(jié)點力學性能，然后把

3、三個拼接節(jié)點與無拼接節(jié)點的完整鋼柱作對比。再通過對不同截面尺寸、鋼材材質(zhì)的鋼框架柱高強度螺栓拼接節(jié)點，分別采用JGJ99-98設計公式、本文改進公式進行設計，并作ANSYS分析，結(jié)果顯示:日本公式設計結(jié)果受節(jié)點內(nèi)力影響較大，不同節(jié)點位置、節(jié)點荷載都會影響節(jié)點的設計結(jié)果;JGJ99-98公式采用與鋼柱凈截面等強，由于減去了螺栓孔的面積，節(jié)點對構(gòu)件有一定的削弱。ANSYS分析中JGJ99-98設計的試件在鋼材未達到屈服強度時拼接節(jié)點就發(fā)生了

4、滑移破壞，其節(jié)點強度略小于構(gòu)件的強度;而本文改進公式設計的試件破壞位置位于拼接節(jié)點外的鋼柱底部，節(jié)點強度大于構(gòu)件強度，其荷載-位移曲線與無拼接節(jié)點完整鋼柱的荷載-位移曲線非常吻合，節(jié)點未削弱構(gòu)件。本文改進公式只與鋼柱的截面尺寸有關(guān)，不同內(nèi)力、不同位置的節(jié)點可采用同一設計結(jié)果，便于統(tǒng)一設計，大大減少了設計工作量，相較于日本公式，設計過程大大簡化，與JGJ99-98設計公式相比，采用鋼柱全截面抗彎承載力代替凈截面抗彎承載力，把彎矩對翼緣和腹