基于模糊数学的STS管幕结构的连接参数优化

依托STS管幕结构纵向抗弯性能试验,建立了STS管幕构件纵向抗弯性能有限元分析模型并验证了模型的可行性.采用正交试验研究了钢管壁厚、钢管直径、螺栓直径、钢管间距、翼缘板厚度对构件纵向抗弯承载力、跨中位移和经济性指标的影响,结合模糊数学理论优化了连接参数.结果表明:对构件达到屈服荷载时跨中位移影响最大的参数为钢管直径,对构件纵向抗弯承载力和每延米构件材料平均价格影响最大的参数为钢管壁厚.为兼顾安全性和经济性,连接参数比值应为钢管直径∶钢管壁厚∶螺栓直径∶钢管间距∶翼缘板厚度=1∶0.03∶0.05∶1.15∶0.02.

混凝土填充率对STS管幕结构抗弯性能的影响研究

STS管幕结构是由多根钢管并排组成具有强效横向连接的、辅助地铁暗挖施工的一种支护结构,具有安全、高效的特点。但在施工过程中难以保证混凝土的填充率,给该结构的整体受力性能带来了安全隐患,为推进STS管幕结构的应用,采用数值模拟的方法分析了混凝土不同填充类型和填充率对管幕结构抗弯承载力及刚度的影响。结果表明:管内中轴线以上及管间受压区从上至下20%高度范围内的混凝土对管幕结构的承载能力起主导作用,因此建议在实际工程中保证管内填满混凝土,同时确保管间压区混凝土填充率至少达到20%以上。