X型方钢管相贯节点以其优异的性能在建筑结构中得以广泛的应用,尤其在单层网壳结构中应用较多。单层网壳结构对节点平面外抗弯性能要求较高,通常需要局部加强才能满足刚性节点的需要,然而目前对方钢管加强节点平面外受弯的力学性能的研究尚不完善。本文以单层网壳结构的X型方钢管节点为研究对象,提出两种槽型套管的加强方式,并对加强节点的平面外抗弯的力学性能和破坏模式进行分析研究,提出槽型套管加强节点的构造建议和设计方法。首先,本文进行了3个未加强节点、2个槽型套管加强节点和2个槽型套管上移加强节点的平面外受弯试验,根据实验结果的分析,可以得知:(1)未加强节点主要变形为主管塑性变形、支主管相贯区域焊缝开裂以及主管受拉区角部开裂,随着支主管比β的增大,主管腹板更多的参与变形;(2)槽型套管加强节点破坏形态为主管和槽型套管翼缘屈服、支管根部开裂;槽型套管上移加强节点破坏形态为槽型套管翼缘屈服、槽型套管与支管连接处焊缝开裂。槽型套管贴壁和槽型套管上移两种加强方案均对节点的平面外抗弯性能有较好的加强效果,其中β=0.7时槽型套管加强比未加强节点的抗弯承载力提升208%,槽型套管上移加强则提升236%,由此可见加强节点由于改变了原来的破坏形态以及传力途径,对节点的平面外抗弯承载力有着大幅度的提升。然后利用ABAQUS软件建立了节点有限元模型,并与试验结果进行对比分析,从而验证了模型的准确性。在此基础上,进一步开展槽型套管上移加强节点的平面外抗弯性能的参数分析,考察主要参数包括支管-主管宽度比β、主管宽厚比2γ、加强板长度l_p、加强板上移高度h_p、加强板壁厚t_p等,参数分析发现:影响加强节点抗弯性能的关键参数为β、l_p和h_p,当β<0.6,节点的主要破坏模式为槽型套管翼缘屈服;β≥0.6时,节点的主要破坏模式为槽型套管与支管连接处焊缝开裂。当β≥0.6时,随着槽型套管上移高度h_p或槽型套管长度l_p的增加,加强节点抗弯承载力逐渐增大;当β<0.6时,槽型套管上移高度h_p或槽型套管长度l_p的增大对节点抗弯性能基本无影响,故而槽型套管上移加强方式更适合应用于β≥0.6的节点,建议槽型套管上移高度为主管宽度的30%～40%,槽型套管长度不大于支管宽度的2倍。最后,探讨了槽型套管加强和槽型套管上移加强节点的平面外受弯机理:槽型套管加强节点的主管和槽型套管翼缘侧协同受弯,翼缘侧发生屈服,槽型套管对于主管翼缘起到保护作用,破坏形态转变为支管根部开裂;槽型套管上移加强节点在平面外弯矩的作用下,槽型套管上移将主管翼缘保护起来,节点的薄弱位置由主管翼缘转移至槽型套管翼缘侧,破坏模式转变为槽型套管翼缘屈服。根据加强节点的破坏模式提出其抗弯承载力计算公式,公式计算结果与计算和模拟值吻合较好,平均值为0.9,方差为0.0095。该论文有图48幅,表14个,参考文献92篇。