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发布时间:2020-01-06 00:00:00
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预制装配式综合管廊模拟分析及结构优化设计
Numerical Simulation Analysis and Structural Optimization of Precast Utility Tunnel
2021年第3期
装配式综合管廊;数值模拟;结构优化
Precast utility tunnel; Numerical simulation; Structural optimization
2021年第3期
10.19761/j.1000-4637.2021.03.032.05
四川省科技厅应用基础项目(2018JY0443);西南科技大学研究生创新基金项目(19ycx090)。
马 腾1,2,张兆强1,孟贵林3
1.西南科技大学 土木工程与建筑学院,四川 绵阳621010;2.洲宇设计集团股份有限公司, 四川 成都610000;3.绵阳市住房和城乡建设委员会,四川 绵阳621010

马 腾1,2,张兆强1,孟贵林3

马腾,张兆强,孟贵林.预制装配式综合管廊模拟分析及结构优化设计[J].混凝土与水泥制品,2021(3):32-35,39.

ZHANG Z Q,MENG G LMA T.Numerical Simulation Analysis and Structural Optimization of Precast Utility Tunnel[J].CHINA CONCRETE AND CEMENT PRODUCTS,2021(3):32-35,39.

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摘   要:以绵阳市预制装配式综合管廊为研究对象,利用有限元软件,建立了三维实体模型,考虑了不同分片形式、连接方式、实际受荷情况,分析了其正常使用情况下的弯矩分布变化,并从舱室尺寸排布、增设腋角及改变顶板结构形式三个方面进行了优化设计。研究结果表明:该预制装配式综合管廊设计满足规范要求,但其结构存在进一步优化的空间;当三舱室等间距排布时结构受力相对更合理;增设腋角可明显改善端部应力集中现象;采用叠合式顶板可有效降低结构最大弯矩值。 Abstract: Taking the precast concrete utility tunnel in Mianyang as the research object, the finite element software ABAQUS was used to establish a three-dimensional solid model, and the form of the segment, the connection method, the actual load were condidered. The stress and the strain were analyzed, and optimized design was carried out from three aspects: cabin size arrangement, adding axillary legs and changing the roof structure. The research results show that the design of the precast concrete utility tunnel can meet the requirements of the specification, but need to be further optimized. When the three compartments are arranged at equal intervals, the structural stress is relatively more reasonable. The addition of axillary legs can significantly improve the stress concentration at the ends. Using a laminated roof can effectively increase the resistance of the roofs.
英文名 : Numerical Simulation Analysis and Structural Optimization of Precast Utility Tunnel
刊期 : 2021年第3期
关键词 : 装配式综合管廊;数值模拟;结构优化
Key words : Precast utility tunnel; Numerical simulation; Structural optimization
刊期 : 2021年第3期
DOI : 10.19761/j.1000-4637.2021.03.032.05
文章编号 :
基金项目 : 四川省科技厅应用基础项目(2018JY0443);西南科技大学研究生创新基金项目(19ycx090)。
作者 : 马 腾1,2,张兆强1,孟贵林3
单位 : 1.西南科技大学 土木工程与建筑学院,四川 绵阳621010;2.洲宇设计集团股份有限公司, 四川 成都610000;3.绵阳市住房和城乡建设委员会,四川 绵阳621010

马 腾1,2,张兆强1,孟贵林3

马腾,张兆强,孟贵林.预制装配式综合管廊模拟分析及结构优化设计[J].混凝土与水泥制品,2021(3):32-35,39.

ZHANG Z Q,MENG G LMA T.Numerical Simulation Analysis and Structural Optimization of Precast Utility Tunnel[J].CHINA CONCRETE AND CEMENT PRODUCTS,2021(3):32-35,39.

摘要
参数
结论
参考文献
引用本文

摘   要:以绵阳市预制装配式综合管廊为研究对象,利用有限元软件,建立了三维实体模型,考虑了不同分片形式、连接方式、实际受荷情况,分析了其正常使用情况下的弯矩分布变化,并从舱室尺寸排布、增设腋角及改变顶板结构形式三个方面进行了优化设计。研究结果表明:该预制装配式综合管廊设计满足规范要求,但其结构存在进一步优化的空间;当三舱室等间距排布时结构受力相对更合理;增设腋角可明显改善端部应力集中现象;采用叠合式顶板可有效降低结构最大弯矩值。

Abstract: Taking the precast concrete utility tunnel in Mianyang as the research object, the finite element software ABAQUS was used to establish a three-dimensional solid model, and the form of the segment, the connection method, the actual load were condidered. The stress and the strain were analyzed, and optimized design was carried out from three aspects: cabin size arrangement, adding axillary legs and changing the roof structure. The research results show that the design of the precast concrete utility tunnel can meet the requirements of the specification, but need to be further optimized. When the three compartments are arranged at equal intervals, the structural stress is relatively more reasonable. The addition of axillary legs can significantly improve the stress concentration at the ends. Using a laminated roof can effectively increase the resistance of the roofs.

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(1)对比了四种舱室排布方式下,预制装配式综合管廊的应力,当管廊舱室等距排布时,边跨和中跨受力较均匀;当最大舱室放置在中部时,中跨受力较大,受力情况较差。
(2)预制装配式管廊在四角增设腋角后,缓解了节点处的应力集中效应,提升了各连接节点的局部刚度,与未增设腋角时相比,外墙板中部变形明显减小。正常使用状态下,增设腋角后,外墙板中部最大弯矩比未增设腋角时减少了约20%,对结构受力起到了优化作用。鉴于数值模拟和实际结构存在一定差异,在实际生产中如何增加腋角还有待进一步研究。
(3)顶板采用叠合板形式可使顶板受力更加均匀,顶板最大负弯矩较预制顶板减少了35%,可有效提高顶板承载力。因此,现浇混凝土厚度也可适当减小。

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