箱形钢柱插入式拼接节点受力性能研究

张振宇，王志杰，刘彦东，刘健康

(中煤西安设计工程有限责任公司，陕西 西安 710056)

近年来，随着建筑业用工成本上升和绿色建筑的推广，工业化装配式建筑逐渐成为当前建筑行业的发展趋势[1，2]。钢结构建筑具有工厂预制、现场安装、材料轻质高强、运输成本低和绿色低碳环保可循环利用的优势，是建筑工业化的最佳载体[3-5]，也符合创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念[6]。目前，国内外学者对水平构件采用全螺栓刚性连接形式来实现装配式钢结构已有足够研究[7，8]，但是对于竖向构件(尤其是箱形截面柱)的拼接研究相对欠缺[9-11]。本文借助ABAQUS分析软件[12]，建立了一种箱形钢柱插入式拼接节点有限元模型并对其进行受力分析，同时对影响其受力性能的参数进行研究，以期为该节点的设计应用提供参考。

1 节点强度、刚度判断标准

箱形钢柱插入式拼接节点由上、下法兰板，高强螺栓，内套管等部件组成，内套管下端伸入下钢柱内并与其内壁固定为一体，内套管上端插入上钢柱中，然后采用高强螺栓将上下法兰板紧固连接，如图1所示。内套筒的作用首先是方便现场拼接，其次是通过内套筒的抗弯性能传递拼接节点处的弯矩，水平力则由法兰接触面的摩擦力传递。

图1 箱形钢柱插入式拼接节点组成

对其拼接节点的受力性能进行分析，首先要判断其能否满足构件强度要求及刚度连续的假定。采用《钢结构设计标准》(GB 50017—217)[13]8.1.1条作为节点强度的判断依据，但在刚度判断标准方面，我国规范并未明确节点弯矩-转角曲线的计算方法，因此，本文参考欧洲规范(EC3)[14]中节点刚度的分类方法作为刚度依据。……