混凝土管片内力分布的解析和数值模型比较研究

为探究混凝土管片内力的分布特点,以北京地铁10号线盾构隧道为例,分别利用惯用法和有限元方法对管片内力进行计算,并且对两种方法的管片内力分布比较分析。研究结果表明,两种方法得到内力在各截面的变化趋势基本相同,相同截面内力值有一定差异,不同管片内力的模型直接影响着管片内力计算的精度。     

轴力对混凝土管片极限承载力影响的计算模型

针对混凝土管片受压区高度小和受压区钢筋未达到屈服极限问题,提出了混凝土管片极限承载力计算模型。在轴力和弯矩共同作用下,将混凝土管片简化为偏心受压柱,建立了管片截面力平衡和弯矩平衡表达式。基于管片截面平面变形假定,建立了受压区钢筋应力与受压区高度和混凝土极限应变之间的关系。通过2个地铁隧道管片工程算例,分析讨论了轴力对受压区高度、受压区钢筋应力和管片极限承载力的影响。研究表明,混凝土管片的极限弯矩随着轴力的增加而增加;混凝土管片的最不利荷载组合为最大弯矩与最小轴力的组合。混凝土管片受压区的钢筋往往没有达到屈服极限,有时甚至处于受拉状态;现有模型假设受压区的钢筋屈服与钢筋的实际应力状态差异较大,新的计算模型能够准确计算受压区的钢筋的应力。