【摘 要】
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地铁车站与市民的出行日益紧密,是城市交通的枢纽,是联系地面、地下的客运纽带,其安全和稳定尤其重要。本论文依托于广州市某装配式地铁车站关键构件研究-地铁车站顶板横梁,车站内部分管线拟在顶板横梁所开的孔洞内通过。顶板横梁开洞后受力性能的好坏关系着车站的安全,对相应处将做重点研究并做模型试验。本文主要研究内容及研究结果如下:(1)以实际工程为背景,通过Abaqus有限元软件,建立了三维整体车站模型,从中
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地铁车站与市民的出行日益紧密,是城市交通的枢纽,是联系地面、地下的客运纽带,其安全和稳定尤其重要。本论文依托于广州市某装配式地铁车站关键构件研究-地铁车站顶板横梁,车站内部分管线拟在顶板横梁所开的孔洞内通过。顶板横梁开洞后受力性能的好坏关系着车站的安全,对相应处将做重点研究并做模型试验。本文主要研究内容及研究结果如下:(1)以实际工程为背景,通过Abaqus有限元软件,建立了三维整体车站模型,从中提取顶板开洞横梁的内力,并以此为基础,设计缩尺比例为1:2.5的试验方案及加载方案,开展地铁车站顶板开洞横梁的力学性能试验,试验包括静力加载和低周循环加载。(2)静力加载试验的结果分析表明,正常使用工况下,开洞梁裂缝开展宽度较小,钢筋应力处于较低水平,满足设计使用要求且有足够的安全储备。在试件达到破坏前,构件有较大的变形,有明显的破坏预兆,开洞位置受压弦杆的抗剪强度高,是一种合理的破坏形态,构件展现出良好的延性破坏行为。(3)在低周循环加载试验中,对实腹梁和开洞梁的滞回曲线、耗能能力等拟静力特性指标展开了分析和探讨,结果表明两者均表现出了延性破坏特征,梁腹开洞确实对梁自身抗震性能有所削弱,但孔洞区域的加强配筋有效抑制了孔周裂缝的产生与发展,其承载力高于实腹梁,梁的整体性并未受到过多的削弱,前期开洞梁的耗能能力甚至略高于实腹梁。(4)三维数值模型选取了典型关键点工况,对静力加载条件下梁腹开洞的工作机理进行了探究。数值模拟结果表明:单纯提高混凝土的强度等级对提高构件的承载力作用并不明显,但对延性却有着不可忽视的不利影响;孔侧斜筋的配置使得混凝土和箍筋更好地发挥协同抗剪作用,裂缝开展和变形均得到有效的控制;随着孔洞高度的增大,开洞梁的承载力呈逐步下降趋势,受压弦杆越容易发生混凝土的脆性断裂而破坏。
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