由于具有重量輕、強度高、耐腐蝕性好等優點，鋁合金材料在大跨度結構中備受青睞。作為大跨度結構主要節點形式之一，鋁合金板式節點被廣泛運用。本課題以鋁合金板式節點為研究對象，對其承載性能進行研究。主要研究成果有： （1）完成了18件鋁合金螺栓抗剪連接試驗，63件鋁合金抗拉連接的試驗研究。提出鋁合金構件螺栓受剪連接的孔壁承壓變形失效準則，推導出鋁合金構件孔壁承壓強度和孔壁變形剛度的計算公式，對我國規范的計算公式進行了修正。（2）完成了25件鋁合金T型連接試驗的試驗研究，并完成了T型連接的數值分析。對現有鋁合金T形連接的簡化計算模型及螺栓內力的相關假定進行修正，并推導了T型連接在不同破壞模式的極限承載力計算公式，并對歐洲規范和我國規范的計算公式進行了修正和補充。（3）完成了17件鋁合金板式節點試驗；并完成了板式節點的數值分析。根據試驗結果，總結了鋁合金板式節點的破壞模型；針對不同的破壞模式，提出了相應的承載力計算公式和相關構造要求，提出了鋁合金板式節點的節點剛度的計算公式。研究成果對我國鋁合金結構設計規范進行了補充。（4）完成了鋁合金板式節點單層球面網殼試驗的設計和分析，鋁合金網殼試件已經制作完成。對鋁合金板式節點單層網殼的穩定性進行了研究和總結，采用本課題推導的板式節點的節點剛度計算公式，得出了節點剛度對網殼整體穩定性的影響規律。 以本課題為背景，共培養博士生2人（1人畢業，1人在讀）、碩士生2人（1人畢業，1人在讀）；發表相關論文6篇，其中EI檢索4篇，ISTP檢索1篇。 項目申請書中計劃的研究內容基本完成，包括板式節點的承載力試驗研究、板式節點的剛度試驗研究、板式節點單層網殼的整體穩定性試驗研究；并補充了鋁合金抗剪連接試驗研究和鋁合金T型連接試驗研究。 2100433B

鋁合金是一種新型結構材料，具有重量輕、強度高、耐腐蝕性好等優點，在標志性公共建筑、干煤棚、大型儲罐頂蓋等領域具有廣闊的應用前景。板式節點連接方便、外形美觀，是鋁合金結構的主要節點型式。由于鋁合金結構在我國起步較晚，目前國內對板式節點的研究還不夠深入，還沒有形成成熟的設計方法、板式節點的節點剛度也無法準確計算。這嚴重影響了鋁合金結構在我國的推廣應用。本項目在已有研究成果的基礎上，擬對鋁合金板式節點的承載性能和節點剛度進行系統深入的試驗和理論研究，并結合我國現有規范體系，提出板式節點的設計方法和節點剛度的計算方法。研究成果能直接用于實際工程，具有重要的理論意義和工程實用價值，應用前景非常廣闊。另外，相關試驗表明，板式節點的節點剛度會明顯降低鋁合金單層網殼的整體穩定承載力。故本課題擬進一步研究節點剛度對鋁合金單層網殼整體穩定性的影響，給出評估板式節點單層鋁合金網殼整體穩定性的實用方法。

板式節點由于其外形美觀、施工方便的特點，被廣泛應用于鋁合金單層網殼結構中。目前對鋁合金板式節點單層網殼常溫下的穩定承載性能研究已經趨于完善。然而有研究表明，鋁合金材料的高溫力學性能較差，結構在火災下的安全問題突出。為了進一步推進鋁合金板式節點網殼的應用和發展，其抗火性能亟待研究。本課題以鋁合金板式節點網殼為研究對象，對其高溫承載性能進行研究。主要研究成果有： （1）完成了10個不同溫度下鋁合金板件不銹鋼螺栓雙剪連接試驗。試驗結果表明溫度會影響抗剪連接的破壞模式。采用ABAQUS建立了數值分析模型，進一步研究了溫度、芯板寬度、芯板厚度、螺栓直徑和螺栓端距等參數對連接承載力的影響，最后擬合了鋁合金板件不銹鋼螺栓抗剪的高溫承載力計算公式；（2）完成了3組共計9個鋁合金板式節點的高溫下平面外抗彎承載力試驗。采用ABAQUS軟件對試件進行了數值模擬，并進行了大規模參數分析，得到了鋁合金板式節點高溫下的抗彎剛度和承載力計算式。（3）完成了12根鋁合金H型截面構件偏心受壓穩定承載力試驗，并采用ANSYS對試驗進行了數值模擬；隨后，對不同鋁合金牌號、截面類型、截面規格和長細比的國產鋁合金偏壓構件進行了大規模參數分析，提出了鋁合金偏壓構件高溫下的彎扭穩定承載力計算公式；（4）完成了鋁合金板式節點單層球面網殼抗火試驗的設計和分析，鋁合金網殼試件已經制作完成。 以本課題為背景，共培養博士生3人（1人畢業，2人在讀）、碩士生7人；發表相關論文36篇，其中SCI檢索12篇、EI檢索27篇、中文核心期刊論文16篇。 項目申請書中計劃的研究內容基本完成，包括不銹鋼螺栓的高溫承載性能試驗研究、板式節點的高溫承載力試驗研究和板式節點的高溫彎曲剛度研究；并補充了鋁合金板式節點滯回性能研究、鋁合金板式節點網殼阻尼比試驗研究、國產鋁合金低溫力學性能試驗研究、國產鋁合金高溫力學性能試驗研究、國產鋁合金滯回性能試驗研究、新型螺栓球柱節點試驗研究和新型咬合式連接試驗研究。本項目的研究成果可完善鋁合金結構的研究體系，也可為鋁合金結構的推廣和發展打下基礎。 2100433B

鋁合金板式節點網殼結構的應用非常廣泛，然而鋁合金的高溫性能較差、防火問題突出。目前，國內外對于鋁合金板式節點網殼高溫承載性能的研究基本為空白。本項目將在課題組積累的相關研究成果基礎上，對鋁合金板式節點網殼的高溫承載性能進行系統深入的研究。擬逐步完成不銹鋼螺栓高溫性能試驗、鋁合金抗剪連接高溫性能試驗、鋁合金板式節點高溫性能試驗和鋁合金板式節點網殼結構高溫性能試驗。采用非線性有限元方法進行大規模數值分析，結合試驗結果得出不銹鋼螺栓的高溫本構關系、鋁合金抗剪連接的高溫下承載力和剛度計算公式、鋁合金板式節點的高溫下承載力和剛度計算公式；進而提出考慮節點剛度的桿件單元力學模型，并最終給出評估鋁合金板式節點網殼高溫下整體穩定承載力的實用方法，建議其臨界溫度的計算方法。研究成果有望填補國內外空白，并能直接用于實際工程，具有重要的理論意義和工程實用價值。

鋼框架梁端翼緣板式加強型節點是梁柱改良抗震節點的一種形式，這種節點包括翼緣板加強型及蓋板加強型節點兩種類型。

梁端翼緣板式加強型節點可以耗散大部分能量，避免梁根部應力發展導致梁柱連接焊縫過早出現脆性破壞，實現塑性鉸外移。與傳統節點相比，具有更強的塑性變形能力和耗能能力，是一種較為理想的延性節點。采用翼緣板或蓋板對梁翼緣進行加強可以使試件承載能力有所提高，在抗震設計中可以考慮翼緣加強板對試件承載能力提高的影響。 2100433B