地下浅埋轨道装配式车站框架体系受力特性及施工工艺研究

作     者：黄祥超 

作者单位：重庆交通大学 

学位级别：硕士

导师姓名：傅翔

授予年度：2024年

学科分类：08[工学] 081402[工学-结构工程] 0814[工学-土木工程] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：装配式结构 地下浅埋车站 双T梁 地震响应 碳排计算 

摘      要：装配式建筑有利于减少施工污染、提升劳动生产效率和质量安全水平,是现代化建设重要方向。现有装配式地下车站结构型式均根据地区环境与需求设计,难以直接复制。故本文以基于C地区城市特色设计的我国西南地区第一座明挖装配式大跨斜撑框架车站为研究对象,以数值模拟分析为主,设计计算和现场试验为辅,对地下浅埋轨道车站装配式框架体系受力特性以及施工工艺进行系统研究,并对实际工程设计与施工提供理论分析。主要工作和成果如下: (1)提出了适合当地城市需求的大跨斜撑框架方案。基于地方城市特色,从结构稳定性、基坑支护适应性以及接头型式等多方面对4种不同框架结构型式进行对比分析,得到最适合本地区特色的车站框架型式,并应用于实际工程。 (2)评价了3种不同截面型式梁的受力特性。针对U形梁、箱型梁、双T梁开展预制工况和施工工况下的受力性能研究,研究表明:3种截面型式的梁整体性能良好,但U型梁变形位移最大,箱型梁结构应力最大,即破坏可能性更大,从安全角度考虑,双T梁在挠度控制、应力特性等方面安全性能更佳。 (3)研究了地下浅埋轨道车站装配式框架结构静力荷载受力特性。通过对单榀框架在不同静力组合荷载作用下的受力特性进行研究,结果表明:双T梁、侧墙混凝土结构局部受拉应力较大,且出现较大变形位移,即顶板端部、双T梁端部翼缘、侧墙中部位置变形位移和等效塑性应变较大,为结构薄弱点。 (4)研究了地下浅埋轨道车站装配式框架结构动力荷载受力特性。对框架结构施加不同强度等级的地震动荷载,结果表明:结构间相对位移随着地震动强度的增加而增大,关键节点整体趋势最大,侧墙、双T梁出现瞬时相对位移峰值。层间位移角与地震动强度、土层深度正相关,以层间位移角为量化指标,多遇地震下结构基本完好,设防地震时负二层轻微损坏,罕遇地震下负二层达到严重破坏。立柱、侧墙中部、关键装配节点、双T梁翼缘及中部为结构易损点。 (5)开展了框架结构节点分析以及施工工艺试验研究。通过对关键装配节点的极限承载力与变形特性进行分析,发现斜撑变形呈两向分布;对关键装配部件通过现场试验进行施工工艺研究,对施工力学、吊装站位以及吊装流程进行计算与设计,并通过预制与现浇构件碳排放计算进行对比,发现预制构件相较于现浇构件碳排放量减少109.92t,装配式建筑碳排放减少30%。