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钢筋混凝土管片受力分析及数值模拟
| 论文题名： | 钢筋混凝土管片受力分析及数值模拟 |
| 关键词： | 地铁隧道;钢筋混凝土管片;抗弯性能;受力分析;数值模拟 |
| 摘要： | 地铁隧道工程在人类生活中充当着越来越重要的角色，为人们提供安全、舒适且高效的出行途径。地铁工程在建设过程和运营过程中会出现各种各样的问题和弊病，混凝土管片开裂是降低地铁使用寿命和危及结构安全主要原因之一。因此地铁工程对盾构管片抗弯性能、耐久性能要求较高。目前盾构管片抗弯试验大多采用全尺度混凝土管片抗弯性能试验进行研究，但模型大、试验复杂，难以普通实验室加载。本文采用对称倾角钢筋混凝土梁模拟管片受力及开裂特征，效果较好。 （1）通过理论计算和ABAQUS有限元分析发现：配筋率为1.13％和1.54%的对称倾角梁比相同配筋普通简支梁的极限承载力高12.2%和11.8%，倾角的存在有利于提高试件极限承载力；试件极限承载力试验值和计算值与相同截面尺寸及配筋的衬砌管片承载力接近，能较合理模拟盾构混凝土管片抗弯性能。 （2）通过修补前后静载和动载试验研究发现修补后试件破坏时裂缝与修补之前位置不同，该修补材料和修补方法适合修补加固开裂受损钢筋混凝土管片；一定范围内适当提高试件配筋率可以提升混凝土管片的抗弯极限承载力和局部抗拉极限承载力；对称倾角梁比普通简支梁其受压钢筋得到更好利用，有利于提高管片抗弯极限承载力；第一组无纤维布修补试件和有纤维布修补试件抗弯极限承载力分别提高1.8%和5.8%。第二组无纤维布修补试件和有纤维布修补试件抗弯极限承载力分别提高2.8%和12.3%。第一组无纤维布修补试件和有纤维布修补试件疲劳寿命提高19.6%和33.7%；第二组无纤维布修补试件和有纤维布修补试件疲劳寿命提高21.7%和35.0%。 （3）本文钢筋混凝土管片及螺栓孔的试验值、理论计算值和有限元计算值相吻合，管片极限承载力有限元计算值比试验值和理论计算值分布高约6.7%和17%；螺栓孔有限元计算值比实验值约高10%。 |
| 作者： | 朱阿祥 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 高培伟 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南京航空航天大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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