[发明专利]装配式车站结构拱顶沉降预测方法、系统、设备和介质

说明书

本发明提供了装配式车站结构拱顶沉降预测方法、系统、设备和介质，通过根据装配式车站对称结构和荷载分布情况构建拱顶沉降预测分析模型，对管片环截面进行外力分析得到接头弯矩数学模型和接头轴力数学模型，以及对管片环截面进行内力分析得到接头刚度数学模型，再根据接头弯矩数学模型、接头轴力数学模型和接头刚度数学模型，得到接头刚度迭代数学模型，并根据获取的管片环截面参数信息，求解接头刚度迭代数学模型得到接头刚度值，以及结合单位荷载法计算得到装配式车站的拱顶沉降预测值的技术方案，能够对装配式车站的拱顶沉降进行简单、高效、合理且可靠的预测，可有效防范施工风险，为地铁装配式车站管片结构安全风险评估提供可靠保障。

技术领域

本发明涉及装配式车站施工技术领域，特别是涉及一种基于接头刚度差异性的装配式车站结构拱顶沉降预测方法、系统、计算机设备和存储介质。

背景技术

地铁装配式车站是一种将传统工法施工的钢筋、混凝土集中在工厂内流水化生产成预制构件，最终在主体结构施工现场一次性拼装成型的新形式装配式建筑。装配式建筑使建筑结构的施工生产不仅实现工厂化，而且与传统现浇地铁车站结构相比，具有工效高、质量可控、节能环保等优点，随着我国城市化进程加快，在我国得到了越来越广泛的应用。

然而，装配式车站如图1所示，可视为由多块混凝土管片拼装而成且管片间通过螺栓预紧连接，由于管片间接头的存在使得管片环结构刚度分布不均匀，也使得管片间接头刚度K成为影响装配式结构设计和安全评估的重要参数。但是，介于装配式结构连接处的特殊性和复杂性，针对装配式车站环向计算理论模型甚少，更未见基于接头刚度差异性考虑，对装配式车站结构拱顶沉降进行有效预测的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种装配式车站结构拱顶沉降预测方法，通过基于装配式车站管片承担重力作用及基底反力的假设，在装配式车站管片设计阶段对结构拱顶沉降值进行预测计算，并将其与施工安全限定值进行对比验证，简单、高效、合理且可靠地判别是否存在施工风险，有效防范施工风险，为地铁装配式车站管片结构安全风险评估提供可靠保障。

为了实现上述目的，有必要针对上述技术问题，提供了一种装配式车站结构拱顶沉降预测方法、系统、计算机设备和存储介质。

第一方面，本发明实施例提供了一种装配式车站结构拱顶沉降预测方法，所述方法包括以下步骤：

根据装配式车站对称结构和荷载分布情况，构建拱顶沉降预测分析模型；所述装配式车站对称结构包括拱顶块、侧墙块、底板块、中立柱、中板块、位于拱顶块与侧墙块连接处的第一接头、以及位于底板块与侧墙块连接处的第二接头；

根据所述拱顶沉降预测分析模型，对管片环截面进行外力分析，得到接头弯矩数学模型和接头轴力数学模型；所述管片环截面包括拱顶块截面、侧墙块截面和底板块截面；

根据所述拱顶沉降预测分析模型，对管片环截面进行内力分析，得到接头刚度数学模型；

根据所述接头弯矩数学模型、接头轴力数学模型和接头刚度数学模型，得到接头刚度迭代数学模型，并根据获取的管片环截面参数信息，求解所述接头刚度迭代数学模型，得到接头刚度值；所述管片环截面参数信息包括截面外荷载参数和截面尺寸参数；

根据所述接头刚度值，得到所述装配式车站的拱顶沉降预测值。

第二方面，本发明实施例提供了一种装配式车站结构拱顶沉降预测系统，所述系统包括：

模型构建模块，根据装配式车站对称结构和荷载分布情况，构建拱顶沉降预测分析模型；所述装配式车站对称结构包括拱顶块、侧墙块、底板块、中立柱、中板块、位于拱顶块与侧墙块连接处的第一接头、以及位于底板块与侧墙块连接处的第二接头；

外力分析模块，用于根据所述拱顶沉降预测分析模型，对管片环截面进行外力分析，得到接头弯矩数学模型和接头轴力数学模型；所述管片环截面包括拱顶块截面、侧墙块截面和底板块截面；