水沟盖板试验中共设计了3榀3层1∶3缩尺的平面盖板加强型节点钢框架子结构,试件编号为frame-1~frame-3,其中试件frame-1为屈曲型试件,水沟盖板通过采用薄壁h型钢的钢梁(确保屈曲先于屈服发生)实现;试件frame-2、frame-3为屈服型试件,通过采用厚壁h型钢的钢梁(确保屈服先于屈服发生)实现。由于试件取自3跨多层结构,故子结构试件均为1.5跨,跨度分别为2000mm及1000mm。2层层高1000mm,1、3层层高500mm(包含铰支座一半高度100mm)。钢柱上下端部及半跨钢梁端部均采用铰支座,用于模拟原型结构反弯点的力学特征,见图1。所有试件的梁柱节点采用盖板加强型节点,盖板及钢梁同钢柱翼缘采用对接焊缝,钢梁腹板通过4个m20高强螺栓同焊接于钢柱上的连接板相连。参考gb50011—2010的建议,加强盖板的厚度取为10mm,长度取为120mm。
上盖板的宽度分别为50、80mm,下盖板的宽度分别为50、120mm。考虑到型钢柱腹板较薄,未满足gb50017—2003《钢结构设计规范》对节点域的相关要求,因此,在节点区域正、反面分别贴焊10mm厚的补强钢板,以避免节点域产生过大的剪切变形。盖板加强型节点的详细构造见图2。表1给出3个试件的截面及尺寸。考察钢梁翼缘宽厚比、腹板高厚比、节点域、加强板厚度等因素对节点性能的影响。王燕等研究了加强板参数对此类节点滞回性能的影响,建议了加强板参数的取值范围。目前,针对盖板加强型节点钢框架结构的试验研究成果有限。王燕等基于试验及有限元分析对钢梁翼缘扩展式连接钢框架的滞回性能进行了研究,分析了此类钢框架的滞回性能、刚度及承载力退化规律、耗能性能及破坏模式等。