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模块化装配式钢结构体系是钢结构乃至建筑结构发展的新方向和必然趋势。最佳的装配式钢结构应实现工厂化焊接和工地全螺栓连接,但在实际工程中,竖向柱柱连接主要采用焊接形式,不仅无法实现建筑结构完全装配化,而且焊接缺陷更给建筑物带来了无法预知的安全隐患,因此研究其它形式便于装配的连接是非常必要的。本课题采用法兰螺栓连接来解决装配式钢结构体系中钢管柱的连接问题,并针对装配式方钢管法兰连接节点在不同工况下的静力承载力性能展开了系统研究。 为了研究在不同工况作用下装配式方钢管法兰连接节点的静力承载能力,对不同参数节点的足尺模型试件进行了弯剪、压弯剪静力加载试验及有限元分析,对不同厚度的足尺模型进行了有限元建模及分析,分析了法兰厚度、螺栓孔径和螺栓边距等因素对连接节点力学性能的影响,对比分析了各节点的承载能力、变形能力、法兰盘应力发展以及螺栓拉力的变化规律。得到了不同工况作用下,法兰厚度对节点承载能力、节点抗弯刚度以及螺栓撬力作用的影响规律,分析了不同螺栓边距、螺栓孔径对法兰连接节点静力性能的影响。基于试验研究,采用有限元软件ANSYS建立装配式方钢管法兰连接节点有限元分析模型。通过对比分析数值模拟与试验的结果,验证了有限元模型的正确性,揭示了法兰板间的接触应力、接触压力分布规律和螺栓内力的变化情况,利用屈服线理论简化得到了法兰连接在弯剪工况作用下的计算模型,推导了弯剪工况下法兰连接的承载力计算公式。