单层网格结构是近些年在建筑工程中广泛应用的一种结构体系,以受力合理、造型优美突出。随着国内建筑工业化如火如荼地发展,传统节点不能完全满足工业化装配式要求,节点采用装配式节点的装配式单层网格结构成为一大趋势。目前针对装配式节点研究有较成熟的理论,而装配式单层网格结构整体力学性能有待进一步研究。本文采用整体模型试验对装配式双环节点单层网格结构力学性能展开研究。主要内容和结论如下:应用课题组研发的装配式双环节点,设计14m×14m装配式双环节点自由曲面单层网格结构。利用考虑初始几何缺陷影响的自由曲面形态优化方法优化曲面形态。根据装配式双环节点力学性能和网格划分优化节点体系。按照相似理论对原结构1/4缩尺得到整体试验模型,分析缩尺模型力学性能,并与原结构对比。结果表明,试验模型与原结构各力学指标满足对应物理量相似关系,试验模型能客观真实反应原结构力学性能。利用Rhino建立3D整体模型,确定结构空间定位,解决杆件定位和调节机制两个难题,给出装配式单层网格结构三维建模过程。考虑装配式单层网格结构特点,采用一次试装、二次拼装的模型安装方案。采用“锤击激励+拾振器采集”方案测试阻尼特性,用半功率带宽法计算结构阻尼比。结果表明,相同振型对应的阻尼比无明显差异,结构振型阶数越高,相应阻尼比越小;结构各阶自振频率分布较密集,高阶振型对结构响应贡献较大;结构第一阶振型为整体Z向振动,其余振型为局部振动。阻尼特性试验测得结构各阶自振频率,第一阶自振频率对应的阻尼比约为0.545%。静力试验采用满跨均布加载方式追踪装配式单层网格结构荷载-位移曲线。失稳模式是结构在外围两个对角处出现凹陷,随后在其中一对角处螺栓断裂,伴随结构在该处坍塌并向另一对角处过渡,直至整个结构全部坍塌失效。结构稳定极限承载力9.15kN/m~2,失稳时最大竖向位移约为跨度的1/282。采用空间梁单元-虚拟弹簧单元法建立装配式双环节点单层网格结构有限元模型,引入双环节点简化后的节点刚度,用有限元分析软件ANSYS对结构进行力学分析。结果表明,结构失稳模态为局部失稳,稳定极限承载力、初始刚度约为刚接结构的66%。对比数值模拟结果与试验结果,有限元模拟的各项力学性能与试验值吻合较好,验证了弹簧单元模型的有效性。