地铁车站顶板开洞横梁力学性能试验及数值模拟研究

发布时间：2020-05-30 15:15

【摘要】：地铁车站与市民的出行日益紧密,是城市交通的枢纽,是联系地面、地下的客运纽带,其安全和稳定尤其重要。本论文依托于广州市某装配式地铁车站关键构件研究-地铁车站顶板横梁,车站内部分管线拟在顶板横梁所开的孔洞内通过。顶板横梁开洞后受力性能的好坏关系着车站的安全,对相应处将做重点研究并做模型试验。本文主要研究内容及研究结果如下:(1)以实际工程为背景,通过Abaqus有限元软件,建立了三维整体车站模型,从中提取顶板开洞横梁的内力,并以此为基础,设计缩尺比例为1:2.5的试验方案及加载方案,开展地铁车站顶板开洞横梁的力学性能试验,试验包括静力加载和低周循环加载。(2)静力加载试验的结果分析表明,正常使用工况下,开洞梁裂缝开展宽度较小,钢筋应力处于较低水平,满足设计使用要求且有足够的安全储备。在试件达到破坏前,构件有较大的变形,有明显的破坏预兆,开洞位置受压弦杆的抗剪强度高,是一种合理的破坏形态,构件展现出良好的延性破坏行为。(3)在低周循环加载试验中,对实腹梁和开洞梁的滞回曲线、耗能能力等拟静力特性指标展开了分析和探讨,结果表明两者均表现出了延性破坏特征,梁腹开洞确实对梁自身抗震性能有所削弱,但孔洞区域的加强配筋有效抑制了孔周裂缝的产生与发展,其承载力高于实腹梁,梁的整体性并未受到过多的削弱,前期开洞梁的耗能能力甚至略高于实腹梁。(4)三维数值模型选取了典型关键点工况,对静力加载条件下梁腹开洞的工作机理进行了探究。数值模拟结果表明:单纯提高混凝土的强度等级对提高构件的承载力作用并不明显,但对延性却有着不可忽视的不利影响;孔侧斜筋的配置使得混凝土和箍筋更好地发挥协同抗剪作用,裂缝开展和变形均得到有效的控制;随着孔洞高度的增大,开洞梁的承载力呈逐步下降趋势,受压弦杆越容易发生混凝土的脆性断裂而破坏。
【图文】：

2c） 给排水管道图 1- 2 常见穿越梁底部的设备管道层高的问题也愈发突出，由于地铁车站结构特 2m，，加上设备管线等，车站的层高受到一定，处在人流量大的地铁换乘站这种压抑感特别本身的装修美观。此外，因为过高的第一道支

顶板布置图
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U231.4;TU93

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 刘哲锋;袁豪健;段明圣;刘浩然;肖泽宇;何婉璐;;钢筋混凝土梁变幅滞回耗能能力衰变规律试验研究[J];建筑结构学报;2015年04期

2 ;建筑结构试验与检测(第二版)[J];岩土力学;2014年03期

3 蔡健;王英涛;陈庆军;杨春;黄泰峗;;腹部开孔钢筋混凝土简支梁受剪承载力计算[J];建筑结构学报;2014年03期

4 秦浩;赵宪忠;;ABAQUS混凝土损伤因子取值方法研究[J];结构工程师;2013年06期

5 李俊峰;吴任鹏;;竖向荷载作用下密肋楼盖的受力分析研究[J];工业建筑;2013年12期

6 聂建国;王宇航;;ABAQUS中混凝土本构模型用于模拟结构静力行为的比较研究[J];工程力学;2013年04期

7 林倩;邓志恒;刘其舟;;足尺钢桁架连梁抗震性能试验研究及非线性有限元分析[J];工程力学;2012年07期

8 黄思凝;郭迅;张敏政;孟庆利;张贺;;钢筋混凝土结构小比例尺模型设计方法及相似性研究[J];土木工程学报;2012年07期

9 袁金文;;无梁楼盖在纯地下车库中的应用[J];建筑结构;2012年S1期

10 张战廷;刘宇锋;;ABAQUS中的混凝土塑性损伤模型[J];建筑结构;2011年S2期

相关硕士学位论文 前3条

1 郑月昱;无梁楼盖地铁车站结构力学性能研究[D];华南理工大学;2017年

2 林伟波;顶板加腋式大跨无柱地铁车站结构静动力性能研究[D];华南理工大学;2017年

3 何旭;梁端开孔的RC框架梁补强后抗震性能的试验研究[D];中国矿业大学;2014年

本文编号：2688321