钢-混凝土组合肋网是由U型截面组合肋构成的正交型壳体结构,先由三块薄钢板焊接成U型钢肋,按照正交布置形成钢肋网壳,再在其槽内浇筑混凝土形成钢-混凝土组合肋网。该类型结构能充分利用钢材的抗拉性能和混凝土的抗压性能,与一般钢网壳结构相比,结构具有较高的稳定性和承载力,是一种有广泛应用前景的空间结构形式,适用于大跨度、大空间的展览馆、体育场馆、航站楼等。本文采用试验研究与数值模拟分析相结合方法对钢-混凝土组合肋网节点性能进行研究。制作1:20缩尺模型,进行整体结构半跨荷载作用、跨中集中荷载作用下静力加载试验,通过整体结构荷载下内力分布,分析组合节点空间受力和变形能力;基于有限元理论,建立节点数值分析模型;为提高节点的受力性能,提出两种节点改进方案;并对其进行参数分析,包括节点承载能力、刚度、耗能能力、延性及残余变形等。主要研究内容和成果如下:(1)进行集中荷载、半跨以及四点加载下组合肋网试件静力性能试验,分析结构裂缝开展、应力分布与结构变形特点等静力指标,研究组合肋网结构承载力、钢板及内部混凝土的应力、应变情况,揭示静力荷载下组合肋网的破坏模式和破坏过程,为结构设计进一步优化提供指导。建立数值计算模型,分析不同荷载下结构力学性能。将试验得到的结果与数值模拟结果进行对比,两者吻合较好。(2)提取静力加载试验模型中节点数据,分析试验中组合节点空间受力性能,研究随着荷载增加,结构局部出现裂缝及裂缝发展过程中,随着内力的重新分布,观察组合节点U型壁板变形、内部混凝土的压碎过程,记录试验过程中应力-应变变化规律。建立组合节点的数值计算模型,模拟静力加载过程,并与试验结果进行对比。研究发现原有节点钢板由于并未完全包裹其内混凝土,节点连接较为薄弱,节点耗能能力较差。提出两种节点增强改进方案,经过对比发现,在加载节点处进行全包钢加固方案下,节点抗震性能提高明显。(3)对改进后的节点抗震性能进行参数分析。讨论改进后节点在不同角度和钢板厚度时抗震性能,得到各模型荷载-位移曲线,并对计算模型的耗能能力、位移延性、滞洄性能等进行研究。研究表明:带盖板的组合节点的滞回曲线为饱满的梭形,正负向基本对称;随着角度的增加,模型的承载能力降低,但均表现出良好的抗震性能。底板厚度增加时对抗震性能有良好的提升。