基于明挖地铁车站使用阶段混凝土结构温度裂缝控制研究

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1、北京交通大学硕士学位论文明挖地铁车站使用阶段混凝土结构温度裂缝控制研究姓名：芮艳杰申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：贺少辉20050301摘要本文以深圳地铁世界之窗站工程为背景，综合运用仿真模拟、定性定量分析等方法，对明挖地铁车站混凝土结构的温度场和温度应力场进行多方面对比研究。首先针对世界之窗地铁车站设计中存在的问题进行分析，指出原设计中存在的问题。通过三维有限元计算模拟了结构降温情况下结构中的温度场与温度应力场，并分析了构件中的温度梯度分布、温度梯度分布与混凝土结构开裂的关系，找到了易于发生丌

2、裂的部位，指出了温度筋的配置方式。约束是影响混凝土结构温度应力的重要因素之一。通过算例对比计算分析了三种不同约束条件下结构中的温度应力，找到有利于温度控制的约束方式，得到在地铁车站设计中应合理设置伸缩缝和沉降缝的结论。关键词：地铁明挖车站混凝土结构温度场温度应力场裂缝三维有限元AbstractBasedontheworldwindowsubwaystation，ShenZhen，3DFEMsimulation，qualityandquantityanalysisareusedtohavearesearch

3、onthetemperaturefieldandtemperature—stressfieldofconcretestructureforthesubwaystation．Firstly'theexistedproblemsintheoriginaldesignarepointedoutaccordingtotheanalysisoftheworldwindowsubwaystation，ShenZhen．Thenthetemperaturefieldandtemperature—stressfielda

4、lesimulatedbyundertheconditionoftemperaturedroppingdown．Thethermalgradientandtherelationshipbetweendistributionofthermalgradientandcrackingofconcretestructurehavebeenstudiedbytheanalysis，thelocationofeasilycrackingcanbefoundandanewlayoutofthereinforcingst

5、eelbarpreventingtheconcretefrombeingcrackingisintroducedbytheresearch．Restrictionisthemainfactorwhichwillimpactonthetemperaturestress．Byanalyzingtemperaturestressintheconcretestructureofthreecomparingexamplesunderdifferentrestriction，therestrictionpattern

6、forabettertemperaturestresscontrolcanbefound，andaconclusionthatitisnecessarytosefupexpansionjointandsettlementjointcanbedrawn．Keywords：Open—cutsubwaystationConcretestructure，ThermalFieldThermalStressField，Cracking，3DFEAⅡ第一章绪论1．1地铁车站结构温度应力场研究背景地铁在许多城市交通运输中

7、已肩负起“主将”作用。如莫斯科地铁是世界上最繁忙的地铁之一，800多万莫斯科市民平均每天每人要乘一次地铁，地铁担负了该市客运量的44％。东京地铁的营业里程和年客运量与莫斯科地铁十分接近。巴黎地铁的同客运量已超过1000万人次。纽约的公共交通以地铁为主，它的营业线路总长度居世界首位，日客运量已达到2000万人次，占该市各种交通工具运量的60％。香港地铁效益十分显著，运行以来，大大缓解了紧张的地面交通，现在它在公共交通市场占有率已达47％，并已成为香港人生活中不可缺少的交通工具。值得一提的是上海市建成的地铁1

8、号线、2号线，日客运量已达百万人次左右，为缓和紧张的城市交通，做出了卓越的贡献“3。第二次世界大战以后，地铁以其独特的魅力和不可替代的优越性备受大城市的青睐，许多国家十分重视地铁的发展，本来有的国家规定只有当人口达到一百万以上的城市才能修建地铁，现在国外很多只有几十万人口的城市也都在修建或计划修建地铁，现在全世界已有100多座城市开通了300多条地铁线路，总长度超过6000kin。目前世界上许多大城市的地下，己构成一个上下数层