新型模块化装配节点静力性能研究

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模块建筑作为一种高度集成的装配式建筑,具有构件标准化、模块化的优势,因此具有广阔的发展前景。但目前模块建筑连接节点存在“多柱多梁”的特点,导致节点处构件数量过多,施工安装过程较复杂,同时将标准模块单元在农村等道路交通不发达的地区整体运输时会存在运输不方便等问题。针对这些问题,本文提出一种打包箱式的新型模块化装配节点,将节点各组件在工厂提前预制完成,再运输至现场完成拼装,有效解决了上述问题。本文通过试验研究和有限元数值模拟相结合的方法,分析该新型节点在单调加载下的破坏过程、初始转动刚度、极限承载力和应变分布等情况,研究该新型节点构造形式的可行性,并提出合理的节点构造改进措施,同时对节点的刚度类型进行判定。具体有以下几个研究内容:(1)对3个新型节点试件进行单调静力加载试验,研究分析不同构造形式对新型节点的极限承载能力和初始转动刚度的影响,试验结果表明不同梁段削弱形式对节点的初始转动刚度影响较小,梁段拼接形式对节点的极限承载能力和初始转动刚度的影响较大。(2)通过ABAQUS有限元软件完成对节点模型的计算,研究分析节点的主要破坏现象和荷载-位移关系曲线,并将有限元模拟结果与试验结果进行对比,结果表明有限元模型准确性较高。(3)确认节点的基准模型并进行参数分析,主要包括柱轴压比、方钢管柱壁厚、钢材屈服强度、梁长度、连接盖板厚度、狗骨削弱深度以及接触面摩擦系数等,研究各参数变化对节点荷载-位移关系曲线的影响和节点的应力分布,结果表明:梁长度、方钢管柱壁厚及接触面摩擦系数是影响节点初始刚度的主要因素;方钢管柱壁厚、钢材屈服强度、梁长度、连接盖板厚度和接触面摩擦系数是影响节点弯矩承载力的主要因素。提出了合理的节点构造改进措施,不断完善该节点的形式。(4)介绍几种判定节点刚度类型的分类体系,选用Eurocode3分类体系时,本文提出的新型节点刚度类型是半刚性。
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