装配叠合式混凝土地下综合管廊受力性能试验研究

发布时间：2017-09-08 23:24

  本文关键词：装配叠合式混凝土地下综合管廊受力性能试验研究

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【摘要】：预制混凝土已成为国内城市地下综合管廊的主要建造方式,由哈尔滨工业大学提出的装配叠合板式连接拼装方法,是将管廊的墙和板采用预制叠合的形式在工厂生产完成,运输至现场进行拼装、浇筑的综合管廊新型建造方式。其技术理论建立在哈尔滨工业大学自主研发的以“约束钢筋搭接连接”和“钢筋环插筋连接”为核心的预制混凝土结构体系上。其主要优势是借助工厂化生产,提高了管廊的生产效率、运输效率、安装效率、和施工效率,并且大量避免了现场支模引起的传统施工作业的弊端。本文主要针对该类管廊的钢筋连接方式、管廊节点形式进行试验研究和分析,具体研究内容如下:为了研究不同的配筋方式、不同腋脚高度、不同管廊位置对管廊受力性能的影响,本次试验共设计制作了7种管廊节点构件。通过试验得到了试件在单调静力荷载作用下的裂缝开展情况,对破坏现象进行了客观综述及分析对比;得到了各个试验构件的荷载-位移曲线、钢筋和混凝土的应变发展曲线、构件的变形挠度曲线及延性,在试验数据的基础上对构件的正常使用极限状态和承载能力极限状态进行了分析对比。分析结果表明,装配叠合板式节点与现浇节点的受力性能基本相同,装配叠合式节点的整体性能良好。为了模拟实际管廊的受力情况,本文设计了装配叠合式综合管廊两仓足尺试验。试验采用穿心钢绞线双向加载的方式,通过分配梁,施荷在试验构件上,通过对管廊的应变、位移、裂缝、防水等性能的测量,对管廊受力性能进行综合评估。在节点试验的基础上,对整体管廊在双向荷载作用下的“内拱效应”进行了理论分析,给出了承载力计算方法。论文在大量试验成果的基础上,进行了ABAQUS有限元对比分析,对管廊节点建模计算,获得了荷载-位移曲线及混凝土与钢筋的应力云图,结果表明试验值与模拟值吻合程度高,给出能够提供参考的有限元模拟方法。
【关键词】：城市地下综合管廊 装配叠合式 单调静力试验 节点连接 受力性能 设计方法
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU990.3
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第1章 绪论10-19
• 1.1 课题来源及研究的目的和意义10-11
• 1.2 国内外综合管廊研究现状及分析11-18
• 1.2.1 国外城市地下综合管廊研究现状11-13
• 1.2.2 国内城市地下综合管廊研究现状13-14
• 1.2.3 综合管廊主要建造方式及优劣势分析14-18
• 1.3 本文的主要研究内容18-19
• 第2章 装配叠合式混凝土地下综合管廊节点试验19-79
• 2.1 引言19
• 2.2 叠合式节点拼接方式19-20
• 2.3 节点试件设计与制作20-29
• 2.3.1 试件设计20-24
• 2.3.2 试件制作24-29
• 2.4 材料材性29-30
• 2.4.1 钢筋材料性能29
• 2.4.2 混凝土材料性能29-30
• 2.5 节点试验方案30-36
• 2.5.1 加载方案30-31
• 2.5.2 加载装置31-32
• 2.5.3 量测内容32-36
• 2.6 节点试验现象与分析36-64
• 2.6.1 试件破坏现象36-52
• 2.6.2 荷载-挠度曲线52-56
• 2.6.3 各阶段荷载及位移特征值56-57
• 2.6.4 构件延性57-58
• 2.6.5 应变分析58-64
• 2.7 正常使用极限状态分析64-71
• 2.7.1 变形及挠度分析64-67
• 2.7.2 结构裂缝分析67-71
• 2.8 承载力极限状态分析71-75
• 2.8.1 节点承载能力72-74
• 2.8.2 试验与计算承载力的对比74-75
• 2.9 结论75-77
• 2.10 本章小结77-79
• 第3章 装配叠合式混凝土地下综合管廊模型试验79-121
• 3.1 试验模型设计与制作79-84
• 3.1.1 原型选取79-80
• 3.1.2 原型设计复核80-82
• 3.1.3 试验模型制作82-84
• 3.2 加载方案程序设计84-87
• 3.2.1 试验方案84-86
• 3.2.2 加载程序86-87
• 3.3 量测内容及装置87-88
• 3.4 试验现象88-93
• 3.4.1 变形及挠度分析88-92
• 3.4.2 抗裂及防水性能分析92-93
• 3.5 装配叠合式综合管廊整体承载力分析93-98
• 3.5.1 抗弯承载力计算方法93-94
• 3.5.2 双向荷载作用下抗剪承载力计算方法94-97
• 3.5.3 整体结构承载能力对比97-98
• 3.6 二次加载试验98-119
• 3.6.1 挠度变形分析98-100
• 3.6.2 整体模型有限元建模100-105
• 3.6.3 有限元分析结果105-119
• 3.7 本章小结119-121
• 第4章 有限元模拟与分析121-133
• 4.1 概述121
• 4.2 预制综合管廊节点有限元分析理论基础121-126
• 4.2.1 程序分析步骤121
• 4.2.2 本构模型121-124
• 4.2.3 模型建立124-126
• 4.3 有限元结果分析126-132
• 4.3.1 模拟荷载-位移曲线126-128
• 4.3.2 试验值与模拟值对比128-129
• 4.3.3 混凝土与钢筋应力云图129-132
• 4.4 本章小结132-133
• 结论133-134
• 参考文献134-138
• 致谢138

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本文编号：816941