基于拟静力试验的一种装配叠合式管廊破坏形态研究

为研究一种装配叠合式管廊在水平地震力作用下的破坏形态,采用拟静力试验研究方法,基于不同覆土厚度、腋角高度、配筋形式和施工工艺共设计5个装配叠合式管廊进行低周往复荷载试验,分析装配叠合式管廊在模拟地震力作用下的破坏形态并结合设计标准提出工艺改进措施。结果表明:该装配叠合式管廊均发生弯曲破坏,极限位移角在1/27～1/20之间,延性性能好;腋角处、后浇自密实混凝土与预制部分接触面为结构的薄弱部分;提出的工艺改进措施可为实际工程的施工及设计提供参考。     

预制槽型拼装混凝土综合管廊整体结构受力性能分析

基于ABAQUS软件,建立了考虑预制构造影响的双舱预制槽型拼装综合管廊整体结构受力性能有限元分析模型,并基于顶部水平荷载试验结果验证了该有限元分析模型的合理性.在此基础上,进一步开展了双舱预制槽型拼装混凝土综合管廊整体结构在环向荷载作用下的受力性能分析.结果表明:在环向荷载作用下,双舱预制槽型拼装混凝土综合管廊的最终破...     

新型钢筋套筒挤压连接预制RC梁柱节点研究

对一种新型钢筋套筒挤压连接预制梁柱节点进行试验研究,并进行了梁纵筋配筋率、轴压比、柱纵筋配筋率等有限元参数分析,并与试验节点的结果进行了对比。研究表明:这种新型节点形式是安全的,可以实现强节点弱构件的目的,并能实现较好的节点抗震性能,该类型预制梁柱节点是切实可行的。有限元分析结果与试验得到的骨架曲线吻合较好;随着梁纵筋配筋率提高,节点承载力增加;轴压比和柱纵筋配筋率对节点承载力影响较小;随着柱端轴压比的增加,节点剪切角逐渐减小;柱纵筋配筋率对节点剪应力影响较小。     

腋高尺寸对双仓管廊受力性能的影响分析

通过使用ABAQUS有限元分析软件探求不同腋高尺寸对综合管廊的静力性能的影响,结果表明,增大腋高尺寸,角点上方顶板处和腋板的混凝土应力减小,角点上部和与隔板连接处顶板上层钢筋应力减小,短跨顶板底部钢筋应力增大。     

直螺栓连接预制综合管廊节段承载力试验研究

通过对采用直螺栓连接的预制综合管廊整体试件进行试验,以研究带直螺栓接头的预制拼装综合管廊的受力性能、破坏形态等特点。试验结果表明,采用直螺栓连接的预制拼装综合管廊具有较好的受力性能。试验时管廊顶板受拉区混凝土首先开裂,出现弯曲裂缝,随着荷载增大,裂缝不断增大并最终发生弯剪破坏。破坏时管廊试件顶板及侧壁的跨中及角部的受拉钢筋屈服,而试件腋角处斜向受压钢筋尚处于弹性阶段。试件破坏时其承载力为设计承载力的1.91倍,结构具有较好的安全余量。     

关于预制柱角部集中布筋的正截面承载力探讨

预制柱受力纵筋角部集中布置,是解决装配式框架混凝土结构钢筋碰撞、降低现场安装难度的重要方法。采用有限元软件Xtract,研究了混凝土柱角部集中布筋与传统布筋方式的正截面承载力差异。结果表明:在不同配筋率、不同长宽比下,矩形柱角部集中布筋的正截面承载力始终高于传统均匀布筋方案。     

不同建造方式管廊结构振动台模型试验研究

为探究地下综合管廊腋角高度、建造方式对管廊结构加速度、层间位移、钢筋应变影响,完成管廊模型地震响应振动台试验。设计4个相似比为1/6的管廊模型,在El Centro波作用下通过输入不同的频率、幅值,研究不同参数对管廊动力响应影响。研究结果表明:增大腋角高度对管廊结构加速度的作用易受到管廊结构本身及周围土体非线性的影响;腋角高度对装配式管廊影响大,增大相同腋角高度装配式管廊结构的层间位移降低30%～50%,而整浇式管廊降低10%～30%;在强震时建造形式对加速度及管廊顶板、底板的层间位移影响均较大;增加腋角高度,两种管廊钢筋应变均变小,装配式管廊变化大;装配式管廊钢筋应变大于整浇式管廊钢筋应变。     

预制装配整体式混凝土综合管廊结构整体承载性能的试验研究

为明确预制装配整体式混凝土综合管廊结构的受力变形性能,进行了双仓室预制装配整体式综合管廊的节段足尺模型试验研究及相应的分析。结果表明:1)大仓室顶板发生纵筋屈服后的剪切破坏,小仓室顶板在达到抗弯承载能力之前发生了剪切破坏,管廊较厚顶板的抗剪承载能力更有可能成为设计的控制因素;2)只要穿过结合面的桁架腹筋能有可靠锚固,结合面的工作性能可得到保证;3)采用预制部分墙板内预留外伸U形筋与顶板内伸入墙板现浇层钢筋搭接的构造,可以满足节点的受力需求;4)现有管廊的结构设计具备足够的安全储备和良好的正常使用性能。     

钢筋混凝土叠合装配式管廊节点的力学性能试验研究

以杭州市钱塘新区某钢筋混凝土叠合装配式综合管廊工程为背景,设计制作了5个不同预制板高厚比和配筋率的叠合装配式L型节点试件,并进行了压弯力学性能试验。通过对管廊节点试件的破坏形态、变形能力、开裂和抗弯抗剪承载力等力学性能进行了分析,研究结果发现：桁架筋对抗剪承载力的贡献能有效提升叠合板的协同工作性能;在适筋范围内,极限承载力随配筋率的增减而增减,减小一定的配筋率可使墙肢在屈服状态下出现塑性较;现行规范的承载力计算方法可适用于装配叠合式管廊构件。     

基于ABAQUS的某地下综合管廊主体结构受力性能分析

针对郑州市某地下与下沉道路一体化构建且含梁柱结构的综合管廊实际工程,考虑各种工况的荷载组合,采用有限元软件ABAQUS对所设计的综合管廊主体结构整体及相关构件进行受力性能分析。结果表明:结构整体变形及构件挠度较小,满足正常使用要求;结构多处混凝土的最大拉应力超过了轴心抗拉强度标准值;荷载工况1-1和工况2作用下结构顶板和框架柱节点处于最不利受力状态,该处框架柱混凝土压应力大于设计强度,说明原设计该节点不满足设计要求;钢筋的最大应力均小于设计强度。根据分析结果,建议增大顶板和框架柱节点处腋板的尺寸,以保证管廊的安全性,为此类综合管廊的设计和施工提供参考。     

叠合式混凝土剪力墙受力机理及工作性能数值研究

围绕叠合式混凝土剪力墙内钢筋的工作机理,分析预制墙板接缝处钢筋的受力机理和结构物的受力变形。利用ABAQUS有限元模拟分析软件,对不同钢筋排布的预制构件进行建模研究,分析钢筋的应力应变和结构物的内部损伤状态。得到了构筑物内部应力分布图,证明了损伤部位在搭接钢筋与混凝土接触区域。研究成果将有助于装配式构件发展并为预制构件的受损预测分析提供理论参考。     

500MPa级细晶粒钢筋混凝土构件轴压试验研究

通过对8根采用500 MPa级细晶粒钢筋作为受力纵筋和1根采用HRB400级钢筋作为受力纵筋的混凝土轴心受压构件受力性能的试验,得到了纵向受压构件荷载-应变曲线,分析了混凝土强度、箍筋体积配箍率及纵筋配筋率对混凝土受压峰值应变的影响.研究结果表明,随着混凝土强度、箍筋体积配箍率的提高,混凝土的受压峰值应变也会提高.根据试验结果,为了简化计算,建议500 MPa级细晶粒钢筋的抗压强度设计值f′y=420 MPa.     

钢-混凝土预制混合梁受力性能分析

通过对4个钢-混凝土预制混合梁试件进行拟静力试验,研究了该预制试件的破坏模式、受力过程及受力机理。采用有限元软件ABAQUS对钢-混凝土预制混合梁的受力性能进行模拟,研究了钢材屈服强度、纵筋配筋率和钢梁长度对其受力性能的影响,并分析了钢、混凝土梁两者间刚度及承载力的匹配关系。研究结果表明：钢-混凝土预制混合梁最终破坏表现为混凝土梁端出现塑性铰,而端部钢梁在整个加载过程中保持完好,钢与混凝土连接节点能可靠传递两者间应力。提高钢材屈服强度和增加纵筋配筋率可提高承载力,其中增加纵筋配筋率的提高效果更明显;随着钢梁长度的增加,承载力逐渐增大,但初始刚度呈线性降低。根据研究结果给出了该类型预制构件的设计建议：混凝土梁与钢梁设计受弯承载力比（Mc/Ms）取值范围宜为0.8~1.0,端部钢梁长度取值范围宜为100~200mm;箍筋加密区范围起算点应取混凝土梁端截面而不应取柱边。     

腋角构造对叠合板式拼装综合管廊下部节点受力性能影响分析

开展了2个叠合板式拼装综合管廊下部边节点足尺模型的低周反复荷载试验,在试验基础上,建立了叠合板式拼装综合管廊下部中节点的有限元分析模型,进一步开展了腋角构造对下部边节点和中节点受力性能的影响分析.结果表明,腋角构造对节点的破坏形态影响较小,2个边节点均发生壁板或底板端部截面受弯破坏;腋角构造对边节点正向(管廊内侧受压)...     

预制混凝土板式拼装综合管廊下部边节点受力性能有限元分析

预制混凝土板式拼装综合管廊由预制底板、预制壁板和预制顶板组成,其中壁板与底板通过套筒灌浆连接,壁板与顶板通过现浇混凝土节点核心区连接。针对上述预制混凝土板式拼装综合管廊的下部边节点,基于ABAQUS软件建立了考虑拼缝等因素影响的有限元模型,并通过试验验证了该模型的合理性。在此基础上,开展了有限元参数分析,主要参数包括腋角高度、轴压比和底板边界条件等。结果表明:所有试件均为壁板或底板受弯破坏;腋角高度和轴压比越大,节点的承载力越高;底板弹性接触与底板铰接的受力性能相近(承载力相差在5.4%以内),底板锚固的正向承载力比底板铰接高16.4%。     

管廊接头变形对接头防渗性能的影响

针对地下综合管廊渗漏规律不明确的现状，文中建立有限差分模型，首先对相邻两节段管廊施加荷载，对比分析单舱、双舱、三舱管廊在不同接头构造下、不同止水橡胶垫初始应力情况下，管廊接头渗漏的临界转角规律。结果表明，无论预应力钢筋连接还是螺栓连接，单舱、双舱、三舱管廊的连接处转角都与荷载成正比例关系，且预应力钢筋连接比螺栓连接防水性能好。沉降缝处的转角也与荷载成正比例关系，并且防水性能主要取决于止水橡胶垫的初始应力，与管片结构刚度关系不大。最后，以上海某隧道实际沉降数据为依据，研究管廊在不同沉降阶段止水橡胶垫和接头螺栓的受力，分析管廊沉降破坏模式。     

预应力预制拼装管廊接头抗弯性能分析

为了研究混凝土强度等级、预应力筋预应力值以及管廊侧壁厚度等因素对预制预应力综合管廊预应力筋接头抗弯性能的影响,进行了预制预应力综合管廊预应力筋连接接头试件单调静力加载试验,并采用有限元模型分析了混凝土强度、预应力筋预应力值、侧壁厚度对接头受力性能的影响.试验结果表明:接头的抗弯刚度和抗弯承载力随混凝土强度的增大而增大,...     

U型出筋连接叠合板式拼装综合管廊边节点受力性能分析

基于ABAQUS软件,并考虑叠合界面的影响,分别建立有腋与无腋的U型出筋连接叠合板式拼装综合管廊边节点有限元分析模型。与试验结果的对比分析表明,有限元分析模型的计算结果与试验结果吻合较好。在此基础上对管廊节点的腋角高度、轴压比、桁架筋伸入位置等参数进行有限元参数分析。结果表明,腋角高度对边节点承载力影响较大,腋角高度超过150mm后,对边节点承载力提高作用不明显。轴压比不超过0.1时,增大轴压力能够提高管廊边节点承载力,且对正向承载力提升更加明显。将桁架筋伸入节点核心区后,将显著提高边节点承载力。     

基于受压区高度调整的叠合梁纵筋应力全过程分析

两阶段受力钢筋混凝土叠合式受弯构件的钢筋应力发展过程,伴随着两阶段受力对中和轴位置的影响。通过对受压区高度调整值的计算,以及对受压区混凝土应力图形特征系数的简化分析,提出该类构件的纵向钢筋应力全过程分析方法。通过叠合梁实例的计算,证明了该方法的简便性及可靠性,与ANSYS计算受力全过程中的纵筋应力计算值结果对比表明,两者的相对误差不超过5.5%。     

钢筋混凝土边节点承载力有限元分析

运用大型通用有限元软件ANSYS对钢筋混凝土边节点进行非线性有限元分析,对试件梁端进行单向加载。分析边节点试件的荷载位移曲线,提取节点核心区混凝土应力云图以及模型中钢筋的应力分布图。改变边节点试件梁内纵筋配筋率,对比各试件的荷载位移曲线。分析结果表明:节点核心区混凝土由斜压杆模型承担剪力作用,随着纵筋配筋率的变化,节点试件承载力增加。