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装配式交错桁架结构体系是一种便于进行工业化生产的结构形式,该体系具有经济、实用、高效的特点,近几年来越来越受到学者的关注。装配式交错桁架与方钢管混凝土柱外环板-端板节点是一种新型的节点形式,这种节点可以满足“工厂焊接、工地螺栓连接”的施工方式,大大提高了交错桁架结构体系的装配化程度。基于以上原因,本文对外环板-端板节点进行了试验和有限元研究,研究结果可为该节点的工程应用提供一定的参考。 本文设计了两组外环板-端板节点,分别是上弦节点和下弦节点,变化的参数主要有外环板和竖板的厚度以及偏心距大小。随后进行了试件的单调加载试验,研究了外环板和竖板厚度以及偏心距大小对节点受力性能和破坏模式的影响。同时建立了包含几何非线性、材料非线性、混凝土与钢管之间接触作用、混凝土和钢材的损伤失效等因素影响的有限元模型,有限元模型采用了单元删除技术来模拟下弦节点试件裂缝的出现和发展规律,与试验结果吻合良好。 基于试验研究和有限元分析结果,本文对影响上弦节点承载力的主要因素进行了模拟分析,分别探讨了外环板厚度、竖板厚度、混凝土强度等级、轴压比等因素的影响规律,结果表明这种节点能够满足传力需要,但是要保证轴压比和竖板厚度在合理范围内,以免在竖板屈服之前柱壁发生局部屈曲破坏。本文还以屈服线理论和虚功原理为基础对下弦节点的承载力计算公式进行了推导,公式将下弦节点的承载力分为两部分来计算:外环板的抗剪承载力和柱壁平面外弯曲承载力,并将得出的公式与有限元模型进行对比,结果表明该公式具有足够的精度,可以满足设计需要。