基于结构鲁棒性的钢管柱-H型梁节点力学性态与设计方法

建筑结构因突发事件的作用易引发连续性倒塌事故，结构的鲁棒性对防止结构发生连续性倒塌至关重要。目前结构的鲁棒性研究较多关注整体结构的倒塌控制理论，对于节点在结构连续性倒塌条件下的性态研究尚未展开。本项目以多高层建筑广泛采用的钢管柱－H型梁节点为对象，通过开展结构初始局部破坏条件下的节点力学性态试验和组件试验，以及包含有节点区局部非连续变形、动力效应等物理力学特征的精细化数值模拟分析，考察节点在结构初始局部失效后的塑性发展、裂纹失稳扩展、板件屈曲直至悬链行为形成的演化全过程，揭示钢管柱－H型梁节点在结构连续性倒塌条件下的力学性态与失效机理。同时，建立基于组件策略并易于整体结构连续性倒塌分析程序封装的节点精细化性态响应模型，提出可供工程应用的增强结构鲁棒性的节点设计方法与构造方案。研究成果将为保障我国重要多高层建筑结构的安全建设和运营提供技术支撑。

建筑结构因突发事件的作用易引发连续性倒塌事故，结构的鲁棒性对防止结构发生连续性倒塌至关重要。目前结构的鲁棒性研究较多关注整体结构的倒塌控制理论，对于节点在结构连续性倒塌条件下的性态研究尚未展开。本项目以多高层建筑广泛采用的钢管柱－H型梁节点为对象，通过开展结构初始局部破坏条件下的节点力学性态试验和组件试验，以及包含有节点区局部非连续变形、动力效应等物理力学特征的精细化数值模拟分析，考察了节点在结构初始局部失效后的塑性发展、裂纹失稳扩展、板件屈曲直至悬链行为形成的演化全过程，揭示了钢管柱－H型梁节点在结构连续性倒塌条件下的力学性态与失效机理。同时，建立了基于组件策略并易于整体结构连续性倒塌分析程序封装的节点精细化性态响应模型，提出了可供工程应用的增强结构鲁棒性的节点设计方法与构造方案。研究成果可为保障我国重要多高层建筑结构的安全建设和运营提供技术支撑。