铝合金板式节点的承载性能研究

铝合金是一种新型结构材料，具有重量轻、强度高、耐腐蚀性好等优点，在标志性公共建筑、干煤棚、大型储罐顶盖等领域具有广阔的应用前景。板式节点连接方便、外形美观，是铝合金结构的主要节点型式。由于铝合金结构在我国起步较晚，目前国内对板式节点的研究还不够深入，还没有形成成熟的设计方法、板式节点的节点刚度也无法准确计算。这严重影响了铝合金结构在我国的推广应用。本项目在已有研究成果的基础上，拟对铝合金板式节点的承载性能和节点刚度进行系统深入的试验和理论研究，并结合我国现有规范体系，提出板式节点的设计方法和节点刚度的计算方法。研究成果能直接用于实际工程，具有重要的理论意义和工程实用价值，应用前景非常广阔。另外，相关试验表明，板式节点的节点刚度会明显降低铝合金单层网壳的整体稳定承载力。故本课题拟进一步研究节点刚度对铝合金单层网壳整体稳定性的影响，给出评估板式节点单层铝合金网壳整体稳定性的实用方法。

由于具有重量轻、强度高、耐腐蚀性好等优点，铝合金材料在大跨度结构中备受青睐。作为大跨度结构主要节点形式之一，铝合金板式节点被广泛运用。本课题以铝合金板式节点为研究对象，对其承载性能进行研究。主要研究成果有：. （1）完成了18件铝合金螺栓抗剪连接试验，63件铝合金抗拉连接的试验研究。提出铝合金构件螺栓受剪连接的孔壁承压变形失效准则，推导出铝合金构件孔壁承压强度和孔壁变形刚度的计算公式，对我国规范的计算公式进行了修正。（2）完成了25件铝合金T型连接试验的试验研究，并完成了T型连接的数值分析。对现有铝合金T形连接的简化计算模型及螺栓内力的相关假定进行修正，并推导了T型连接在不同破坏模式的极限承载力计算公式，并对欧洲规范和我国规范的计算公式进行了修正和补充。（3）完成了17件铝合金板式节点试验；并完成了板式节点的数值分析。根据试验结果，总结了铝合金板式节点的破坏模型；针对不同的破坏模式，提出了相应的承载力计算公式和相关构造要求，提出了铝合金板式节点的节点刚度的计算公式。研究成果对我国铝合金结构设计规范进行了补充。（4）完成了铝合金板式节点单层球面网壳试验的设计和分析，铝合金网壳试件已经制作完成。对铝合金板式节点单层网壳的稳定性进行了研究和总结，采用本课题推导的板式节点的节点刚度计算公式，得出了节点刚度对网壳整体稳定性的影响规律。. 以本课题为背景，共培养博士生2人（1人毕业，1人在读）、硕士生2人（1人毕业，1人在读）；发表相关论文6篇，其中EI检索4篇，ISTP检索1篇。. 项目申请书中计划的研究内容基本完成，包括板式节点的承载力试验研究、板式节点的刚度试验研究、板式节点单层网壳的整体稳定性试验研究；并补充了铝合金抗剪连接试验研究和铝合金T型连接试验研究。