【摘 要】
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钢-混凝土组合结构充分发挥钢材和混凝土两种材料的特性,具有承载力高、施工速度快、抗震性能好等优点,因此在高层和超高层、大跨空间以及地下建筑结构中得到了推广和应用。随着城市轨道交通工程的发展,地铁在大型和超大型城市中得到了大量兴建,地铁换乘站往往需要配套修建大型地下空间结构以满足乘客的换乘需求。而大型地下空间结构存在着工程施工难度大、荷载复杂、构件尺寸巨大等特点,结构中的节点连接方式往往超出现有规范
【基金项目】
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国家自然基金面上项目（51978210）
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钢-混凝土组合结构充分发挥钢材和混凝土两种材料的特性,具有承载力高、施工速度快、抗震性能好等优点,因此在高层和超高层、大跨空间以及地下建筑结构中得到了推广和应用。随着城市轨道交通工程的发展,地铁在大型和超大型城市中得到了大量兴建,地铁换乘站往往需要配套修建大型地下空间结构以满足乘客的换乘需求。而大型地下空间结构存在着工程施工难度大、荷载复杂、构件尺寸巨大等特点,结构中的节点连接方式往往超出现有规范,而节点是结构体系中的重要传力构件,其性能很大程度上影响整个结构的安全,因此对一些大型结构中的复杂节点有必要进行专门的研究,以满足结构的安全需求,同时为此类节点构的设计提供参考和借鉴。深圳岗厦北大型地铁枢纽工程是4条地铁线的换乘站,设计中中庭大跨区域48m*51.2m范围内不设柱,同时为满足建筑采光功能需求,在大跨区域开设直径为24m的圆形采光洞口,此外在地铁换乘站顶部设置有高架桥,高架桥的桥墩设置在地下结构的转换梁上,结构中关键节点承受重载,受力复杂,且部分节点设计超过规范限值,因此有必要针对节点进行相关试验和理论分析。本文结合该实际工程,针对结构体系中梁柱节点、桥墩转换节点、柱脚节点等关键节点进行了试验研究,同时建立有限元模型进行补充验证,论文主要内容如下:（1）进行结构体系中关键梁柱空间节点缩尺试件的设计、加工制作,确定相应的试验加载方案和加载步骤,监测了节点关键部位的应变和位移,根据试件变形发展过程并结合关键部位应变水平剖析了节点受力性能;同时采用有限元模拟了试验节点的力学性能,试验和分析结果表明,节点加强环板处率先屈服,节点满足相关设计要求,具有一定安全储备。（2）进行桥墩转换复杂节点缩尺试件的加工与制作,结合实际节点在结构体系中的受力性能,制定了详细的加载方案,使节点受力能真实反映其在结构中的受力状态。试验中重点监测了型钢混凝土转换梁的应力水平、变形发展过程以及在受力过程中的扭转变形;结合应变、位移以及裂缝的发展过程,详细剖析了桥墩转换复杂节点的受力机理;同时建立该节点的有限元分析模型;研究表明:节点具有一定的安全储备,此类转换节点具有较高的抗弯刚度、抗扭刚度,节点连接可靠、设计合理。（3）进行埋入式柱脚节点缩尺试件的加工与制作,制定柱脚节点的加载方案,研究柱脚节点在压弯受力状态下的力学性能。通过内部设置的应变片探究钢管混凝土柱的抗弯性能、承台底部抗冲切性能以及内部钢筋的抗剪性能。同时建立柱脚节点的有限元分析模型。研究结果表明:柱脚节点危险部分为上部钢管混凝土柱与承台连接处,承台基本处于弹性受力状态,在本工程的荷载组合下节点安全可靠。
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