摘 要:介绍了钢筋混凝土衬砌结构的功能函数,讨论了衬砌位移、厚度、混凝土材料性能、钢筋材料性能以及保护层厚度的变异性,采用Monte-Carlo法对北京地铁黄庄车站四号线车站主体结构进行了三个断面的可靠度计算。关键词:钢筋混凝土衬砌,功能函数,结构可靠度,衬砌位移
黄庄站位于双榆树站与中关村站之间,在中关村大街与知春路交叉口处,沿现中关村大街呈南北走向。设计为地下两层暗挖车站,四号线与十号线斜交,十号线在上,四号线在下,为上侧下岛的换乘站。从位移出发得到结构应力并计算可靠度,称为“位移方法”。下面通过衬砌位移来计算衬砌内力,对黄庄车站钢筋混凝土结构进行施工期可靠性评价。
1 结构功能函数
1.1 基本假定
1)仅考虑钢筋混凝土衬砌结构单个截面的首次失效。
2)平截面假设成立,即所有与杆轴垂直的截面在杆件变形后仍保持为平面。
3)衬砌的变形是线弹性和小变形的。
1.2 大偏心受压结构功能函数
其功能函数为:
g=fcmbx+fy′As′-fyAs-N(1)
其中,N为轴力,kN;fcm为混凝土弯曲抗压强度,MPa;b为截面宽度,mm;fy为受拉钢筋屈服强度,kPa;fy′为受压钢筋屈服强度,kPa;As为受拉钢筋截面面积,mm2;As′为受压钢筋截面面积,mm2;x为受压区混凝土高度,mm。2.3 混凝土材料性能的不确定性
根据GB50010-2002混凝土结构设计规范,TB10003-2001铁路隧道设计规范,模筑混凝土的材料性能参数服从正态分布,按表2取值。