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方钢管混凝土组合结构由于具有承载力高、延性好、抗震性能优越、施工方便、防火性能好等优点而在高层建筑中应用越来越广泛。但目前针对方钢管混凝土关键部位节点的研究较少,特别是对节点的工作机理认识不足,严重制约了方钢管混凝土组合结构的发展。研究方钢管混凝土梁柱节点的性能对于改善节点构造,提高综合经济效益,促进方钢管混凝土组合结构的推广应用具有重要的理论意义与工程应用价值。 本文对方钢管混凝土柱-H型钢梁穿心高强螺栓外伸端板节点进行实体单元三维建模,考虑几何非线性、材料非线性、接触非线性等非线性因素,采用柱端加荷载方式,分析节点的力学性能,通过与实验数据对比节点变形与承载力,验证本文建立的穿心高强螺栓-外伸端板节点有限元模型的可靠性。 依照正交实验设置原则,考虑钢柱截面厚度、柱截面宽度、端板厚度、螺栓间距、轴压比等5因素对该节点力学性能的影响,建立5因素4水平的16组实验模型。以16组实验模型计算得出的承载力-位移曲线、弯矩-转角曲线为基础,对弹性阶段刚度、屈服位移、最大承载力、初始转动刚度、屈服转角、极限转角、极限弯矩7个指标做极差分析,进行主要的影响值对比排序,通过考虑主要参数的影响值大小,进行优化设计,为实际工程应用提供设计依据。