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原文传递钢管混凝土柱框架节点试验研究

论文题名：	钢管混凝土柱框架节点试验研究
关键词：	钢管混凝土柱;框架节点;抗剪性能;静载动载试验;地铁车站
摘要：	钢管混凝土结构应用于土木建筑工程已有近百年历史，我国从1959年开始研究钢管混凝土的基本性能和应用，1963年成功地应用于北京地铁车站工程，70年代又相继在冶金、造船、电力等部门的单层厂房和重型构架中得到成功的应用。近年建造的北京地铁西单站及天安门东站也采用了钢管混凝土柱，在这些地铁工程中，钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁板的框架节点多采用焊接连接的方案。广州地铁公园前车站结构设计中，在两层的标准段采用钢筋混凝土柱，车站三层节点及联络线区段，因受建筑等其它专业限制，立柱断面尺寸不能加大，其轴压比无法满足规范要求，因此采用钢管混凝土柱。而且根据工程周围的施工环境，三层结构地段采用盖挖逆筑法施工。由于钢管混凝土柱和钢筋混凝土梁板的材料不同，钢管混凝土柱和钢筋混凝土梁板的框架节点比较复杂和困难。因此，设计中采用了磨擦型高强螺栓将梁板连接件与钢管柱连接的框架节点方案。车站地下三层结构中，地下二层为地铁一号线列车运行层，承受着静载和列车运行产生的动载，因此，框架节点的受力情况及其动荷载对节点的影响，关系到结构和今后地铁运营的安全，是工程成败的关键，需要对这种新型的框架节点方案进行试验研究。本研究采用相似节点模型试验的方法，研究广州地铁公园前车站钢管混凝土柱—钢筋混凝土梁、板框架节点，在静力、动力和疲劳荷载作用下的抗剪性能，并通过三维有限元分析节点的应力和变形，得出节点的抗剪特性，通过两种方法的对比，对地铁车站中采用磨擦型高强螺栓将梁板连接件与钢管柱连接的框架节点方案的安全可靠性进行评价。试验研究得出：在地铁车站中采用磨擦型高强螺栓将梁板连接件与钢管柱连接的框架节点方案是安全可靠的，而且列车运行产生的循环荷载对框架节点抗剪性能影响很小，并提出框架节点的抗剪能力计算式： Nu=A1fx(1+√θ+θ)ββ=√Ac/A1θ=Aafa/Acfc式中A1—局部受压面积Aa、fa—分别为钢管的横截面面积和钢管的抗拉强度设计值Ac、fc—分别为钢管内核心混凝土面积和混凝土的抗压强度设计值
作者：	李辉煌
专业：	建筑与土木工程
导师：	刘维宁
授予学位：	硕士
授予学位单位：	北京交通大学
学位年度：	2005
正文语种：	中文