混凝土管片及其接头极限承载力特性计算分析

采用有限元方法,模拟计算了混凝土管片在土压力作用下的内力分布特性。数值计算结果表明,在土压力作用下,隧道管片的最大正负弯矩绝对值相等;管片轴力均为受压状态;管片剪力近似为反对称分布,最大正负剪力绝对值基本相等。基于数值模拟的管片内力分布特性和混凝土结构设计规范,将混凝土管片简化为大偏心轴向受压柱,建立了混凝土管片极限弯矩与轴力之间的映射关系。在给定管片布筋和混凝土强度等级的条件下,提出了完整混凝土管片极限弯矩计算模型,研究了轴力对管片及其接头极限弯矩的影响。结果表明,完整混凝土管片的极限弯矩随着管片轴力的增加而减小,管片接头的极限弯矩基本与轴力无关,混凝土管片接头的极限正弯矩约为完整管片极限弯矩的40%。