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在冷成型钢结构体系中,常见的轻钢龙骨体系属于分散承载体系,建筑空间布置不灵活,构件柔,节点刚度小,一般不用于多层及高层建筑。在本文中,采用新型组合截面构件和节点构造方式的冷成型钢框架结构,能够满足6层及以下的低、多层钢结构建筑要求,具有空间布置灵活、节点刚度大、安装制造简单等优势。在此新型组合截面冷成型钢框架结构中,梁-柱节点的构造形式和力学性能对整体结构性能的影响至关重要。因此,本文提出了四种新型梁-柱节点构造,各节点具有良好的受力性能和抗震性能,节点刚度大,构件可拆换,能够满足低、多层冷成型钢框架对节点承载力和刚度的不同需求。四种节点均能够实现全螺栓连接,现场无需焊接,安装便捷,可提升装配式钢结构的可持续发展水平。本文首先对冷成型钢节点的研究进展进行归纳总结,提出适用于低、多层冷成型钢框架结构的四种梁-柱节点,并进行单悬臂梁低周反复荷载试验研究;其次,对试验结果进行处理,得到各节点的力学性能指标并评价其力学特性;再次,建立四种节点的有限元精细模型,深入讨论其应力分布和受力特性;然后,结合试验和数值模拟结果,开展参数化分析,探讨各参数对节点力学性能的影响规律;最后,对四种节点进行分类,采用组件法推导半刚性节点的初始刚度公式,并用数值模拟结果验证其合理性和准确性,为今后的工程应用提供理论依据。通过上述研究,得到的主要结论如下:(1)四种梁-柱节点的破坏模式相似。各节点均在节点区边缘的梁翼缘和腹板上发生板件鼓曲并在梁翼缘上出现裂纹,同时梁上螺栓孔壁均发生挤压变形。(2)“端板式”节点JD1的滞回环形状饱满,节点区始终处于弹性阶段。其余三种节点均表现出不同程度的滑移特性和“捏缩”现象,“槽钢连接式”节点JD2有一定的松动滑移但节点区始终处于弹性阶段,“穿心十字夹板式”节点JD3和“十字夹板斜撑式”节点JD4在节点区均有一定的塑性发展。(3)四种梁-柱节点均发生延性破坏,抗震性能良好,能够有效延迟梁的局部屈曲和塑性发展,极限承载力均高于梁截面塑性弯矩,可满足“强节点”要求。(4)当梁端转角等于《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)规定的大震下结构弹塑性层间位移角限值0.02rad时,JD2、JD3和JD4的承载能力仍处于线性上升阶段,JD1虽处于下降段,但其承载能力仍保持在极限承载力的80%以上。按照美国《钢结构建筑抗震设计规定》(AISC 341-16),JD1符合中等抗弯框架(IMF)要求,JD2、JD3和JD4符合特殊抗弯框架(SMF)要求。JD4的初始刚度最大,其次是JD3和JD1,初始刚度最小的是JD2。(5)本文所建立的有限元精细模型,充分还原了实际螺栓预紧力施加、板件接触、荷载及边界条件等,能够较好地模拟节点的实际受力情况,具有一定的合理性和准确性。(6)对于“端板式”节点JD1和“槽钢连接式”节点JD2,连接件厚度对初始刚度和连接件塑性变形的发展有明显影响;柱上螺栓竖向间距对初始刚度有明显影响;极限承载力均受制于梁。(7)对于“穿心十字夹板式”节点JD3,节点板厚度、节点板高度、梁截面尺寸和梁腹板螺栓间距对初始刚度有明显影响;极限承载力受制于梁。(8)根据欧洲钢结构设计规范Eurocode3的节点分类标准,按照初始刚度对各节点进行分类,在无支撑框架体系中,JD1和JD2属于半刚性节点,JD3和JD4属于刚性节点。(9)采用组件法推导半刚性节点JD1和JD2的初始刚度公式,并与参数化数值模拟进行对比,结果证明此公式能够较好地预测节点初始刚度,具有一定的普适性。