文档介绍：轻轨车站埋入式柱脚受力性能分析
轻轨车站埋入式柱脚受力性能分析
摘要:埋入式圆钢管柱脚刚接情况下受到上部结构传来的轴力、剪力与弯矩共同作用,受力情况较为复杂。现行《高层民用建筑钢结构技术规程》对圆钢管与混凝土接触面的压应力、圆钢管侧壁的栓钉数目、圆钢管四周的抗弯钢筋面积等给出了较为详细的计算,但对于出混凝土支撑构件之上的圆钢管柱脚部分并未给出详细的分析,本文对此部分的受力机理进行详细的分析。
关键词:埋入式刚接柱脚;局部屈曲;初始缺陷;

中图分类号:+33 文献标识码: A
实际工程站台雨棚钢结构柱脚承受着上部结构传递的轴力、弯矩与剪力共同作用,受力情况较为复杂,现行《高层民用建筑钢结构技术规程》给出了埋入式钢柱脚抗压、抗弯与抗剪的计算公式以及构造做法,保证了埋入混凝土支撑结构部分的钢柱脚承载力,但对于出混凝土支撑结构部分的钢柱脚(封闭截面)部分,为防止其出现局部屈曲,,本文通过实际工程—大连金州新区至普湾新区城际铁路工程长店堡高架站结构,采用有限元软件对采用如上做法的车站钢管刚接柱脚受力机理进行分析。,宽23m,车站站台形式为侧式站台;车站主体结构采用钢筋混凝土框架结构,站台雨棚采用钢结构体系,由于建筑功能和外形需要,该站台雨棚结构形式有别于传统的门式刚架体系和钢框架结构体系,结构形式特殊,受力机理比较复杂。
长店堡车站位于大连普兰店市铁西区,场地地形平坦。建筑物抗震设防类别为乙类,安全等级为一级。场地的抗震设防烈度为8度,,建筑场地类别Ⅱ类,设计地震分组为第1分组,,对上部圆钢管雨棚,采用有限元软件MIDAS建立了整体模型,见图1与图2。

图1 长店堡钢雨棚整体模型

图2 长店堡钢雨棚单榀模型
1 计算圆钢管柱脚设计反力
根据钢雨棚屋面上的建筑做法,;根据《建筑结构荷载规范》, KN/m2;雨棚的风荷载按照《建筑结构荷载规范》进行取值, KN/m2,~,风荷载体型系数依据《建筑结构荷载规范》,见图3。

图3 封闭式拱形屋面风荷载体型系数取值
根据上述钢雨棚所处的地质条件,在MIDAS中输入相应的地震参数,采用阵型分解反应谱法对钢雨棚进行地震作用分析。
按照《建筑结构荷载规范》、《建筑抗震设计规范》对上述各荷载作用进行荷载组合,并进行包络设计,提取软件运算后的钢柱脚处的节点反力,如表1。

表1
FX(KN) FY(KN) FZ(KN) MX() MY() MZ()
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2 圆钢管柱脚的有限元分析
圆钢管刚接柱脚的尺寸见图4与图5,利用有限元软件建立圆钢管刚接柱脚的分析模型,见图6,由于仅对出混凝土支撑构件以上的圆钢管进行受力分析,,