梁柱連接節(jié)點(diǎn)作為鋼框架結(jié)構(gòu)的傳力樞紐以及各種構(gòu)件的約束條件,對(duì)框架結(jié)構(gòu)的承載力有著十分顯著的影響。傳統(tǒng)的梁柱連接節(jié)點(diǎn)力學(xué)性能研究多側(cè)重于平面梁柱連接節(jié)點(diǎn),而實(shí)際工程中,梁柱連接節(jié)點(diǎn)大多數(shù)是承受雙向荷載作用空間節(jié)點(diǎn),平面節(jié)點(diǎn)的受力模式和破壞方式往往不能完全反映結(jié)構(gòu)在實(shí)際使用中的雙向受力狀態(tài)。本文以方鋼管柱和圓鋼管柱-H形鋼梁梁柱連接空間鑄鋼節(jié)點(diǎn)作為研究對(duì)象,采用了理論分析方法和有限元數(shù)值模擬方法,對(duì)雙向彎矩共同加載條件下的節(jié)點(diǎn)抗彎承載力性能展開(kāi)了一系列的分析和研究。
（1）采用微元體應(yīng)力分析結(jié)合有限元模擬方法,對(duì)雙向等彎矩共同作用下的方鋼管柱-H形鋼梁梁柱連接空間鑄鋼節(jié)點(diǎn)的破壞模式進(jìn)行分析。分析表明鑄鋼連接件環(huán)板角點(diǎn)區(qū)域的材料破壞引發(fā)了節(jié)點(diǎn)屈服。基于上述破壞模式,提出基于Von Mises屈服準(zhǔn)則的方鋼管柱空間鑄鋼節(jié)點(diǎn)抗彎承載力理論計(jì)算公式。
（2）根據(jù)圓鋼管柱-H形鋼梁梁柱連接空間鑄鋼節(jié)點(diǎn)在雙向荷載作用下的受力特點(diǎn),分別采用微元體應(yīng)力分析方法和改進(jìn)的屈服線理論,對(duì)節(jié)點(diǎn)在雙向?qū)ΨQ彎矩作用下的受力機(jī)理進(jìn)行分析,并基于分析結(jié)果分別提出雙向荷載作用下鑄鋼連接件環(huán)板抗拉承載力和鋼管柱正面殼抗拉承載力理論計(jì)算公式,組合后得到圓鋼管柱-H形鋼梁梁柱連接空間鑄鋼節(jié)點(diǎn)抗彎承載力公式。
（3）通過(guò)有限元參數(shù)化分析,對(duì)本文提出的方鋼管柱和圓鋼管柱-H形鋼梁梁柱連接空間鑄鋼節(jié)點(diǎn)抗彎承載力理論有效性進(jìn)行驗(yàn)證,并且分析了空間梁柱節(jié)點(diǎn)相對(duì)于平面梁柱節(jié)點(diǎn)的抗彎承載力折減情況。結(jié)果表明,對(duì)于方鋼管柱梁柱連接鑄鋼節(jié)點(diǎn),有限元模擬得到的空間節(jié)點(diǎn)抗彎承載力折減率約為16.6%,理論折減率為18.4%,兩者僅相差1.8%;對(duì)于圓鋼管柱梁柱連接鑄鋼節(jié)點(diǎn),有限元模擬得到的空間節(jié)點(diǎn)抗彎承載力折減率約為31.2%,理論折減率約為27.5%,兩者相差3.7%,雙向彎矩作用在節(jié)點(diǎn)上的耦合效應(yīng)顯著。
（4）通過(guò)有限元數(shù)值模擬方法,對(duì)雙向任意彎矩共同作用下的方鋼管柱和圓鋼管柱-H形鋼梁梁柱連接空間鑄鋼節(jié)點(diǎn)抗彎承載力變化規(guī)律進(jìn)行分析。基于節(jié)點(diǎn)抗彎承載力變化規(guī)律,采用Lagrange線性插值方法分別提出雙向任意彎矩共同作用下方鋼管柱和圓鋼管柱-H形鋼梁梁柱連接空間鑄鋼節(jié)點(diǎn)的抗彎承載力理論計(jì)算方法,為類似條件下節(jié)點(diǎn)的抗彎承載力研究和設(shè)計(jì)提供了參考。