混凝土结构设计的拉-压杆模型方法-Ⅱ:设计

介绍了对拉-压杆模型的设计方法及过程.拉-压杆模型受力过程简单,它以桁架结构作为计算体系且满足塑性下限定理,因此,是一种安全合理的混凝土设计模型,但我国目前对拉-压杆模型还缺乏理论研究和试验.     

基于压杆-拉杆模型的次梁-主梁节点设计——混凝土规范9.2.11条附加钢筋设计再思考

现行《凝土结构设计规范》对梁附加横向钢筋设计有明确规定,压杆-拉杆模型能很好地解释次梁-主梁节点设计的实质.通过模型分析提出次梁-主梁节点附加钢筋设计的建议,     

均布荷载下深梁设计的压杆-拉杆模型

为使钢筋混凝土深梁的设计建立于合理的理论基础之上,研究了基于压杆-拉杆模型的深梁设计方法.通过将均布荷载下的钢筋混凝土深梁简化为多个具有同一拉杆的简单桁架,建立了均布荷载下深梁的压杆-拉杆模型,推导出了拉杆拉力、压杆压应力的计算公式,并用一个实例验证了该方法.研究结果表明:在该模型中,与拉杆夹角为26.5°的斜压杆控制混凝土的强度,与拉杆夹角为90°的斜压杆控制限制裂缝的最小配筋量.     

钢筋混凝土简支深梁压杆-拉杆模型试验对比分析

深受弯构件的拉压杆模型已经得到了广泛的认可。为研究混凝土深梁设计中采用的压杆-拉杆模型,进行了简支深梁集中荷载下的模型静载试验。试验设计依据为《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)中深梁的相关规定及美国《混凝土结构建筑规范》(ACI318M-05)中压杆-拉杆模型设计的相关规定,试验参数为剪跨比、配筋方式等。试验结果表明,深梁混凝土抗压强度软化系数β与剪跨比和分布钢筋配筋率有关;水平分布筋对于承载力的贡献大于竖向分布钢筋。根据试验结果比较,中国规范对于小剪跨比(λ≤1)深梁的设计有较大的安全储备,美国规范深梁设计中所采用的压杆-拉杆模型较为经济合理。     

2个移动荷载下深梁设计的压杆-拉杆模型

为使深梁的设计建立于合理的理论基础之上,采用压杆-拉杆模型的设计方法对2个间距一定的移动荷载下的钢筋混凝土深梁进行设计。建立了2个移动荷载下深梁拓扑结构变化的压杆-拉杆模型,给出了拉杆拉力、压杆压应力的计算公式,并用一个实例验证了该方法的合理性。结果表明:当荷载移动到深梁接近跨中的某一位置时,拉杆承受的拉力最大,应以此确定需要的纵向受拉钢筋面积;当荷载移动到深梁接近于支座时,混凝土压杆的压应力最大,应通过压应力得出深梁的截面尺寸及混凝土的抗压强度。     

混凝土结构设计的拉-压杆模型方法——Ⅰ:模型建立

对拉-压杆模型方法进行了理论分析和试验验证.作为定义,拉-压杆模型将构件分为D区和B区.D区是构件中与力或间断处的距离等于构件高度所划定的区域.B区是构件中D区之外的其他区域.传统的混凝土结构设计是建立在平截面假定的理论基础之上,并依据圣维南原理对结构受力进行简化,而拉-压杆模型方法中,由于其应力分布复杂D 区是不符合平截面假定的,因此不能按照传统的设计方法进行配筋.通过对结构的应力描述分析了拉-压杆模型的建立机制,并结合试验验证了拉-压杆模型方法.结果显示,拉-压杆模型方法用于混凝土构件D区的设计是合理和有效的.     

搭接墙结构的按压杆拉杆模型设计方法

基于搭接柱转换的概念,探讨了采用压杆模型进行配筋设计的方法,分别阐述了压杆拉杆尺寸设计,压杆配筋设计,节点区强度验算及构造要求,总结得出了搭接墙结构的按压杆拉杆模型设计步骤。     

钢筋混凝土无腹筋简支和连续深梁压杆-拉杆模型的评价与改进

压杆-拉杆模型(strut-and-tie model,STM)被广泛应用于钢筋混凝土深梁受剪承载力计算中。基于可靠的钢筋混凝土无腹筋简支和连续深梁剪切试验数据库,对ACI 318-14、EC2和CSA A23.3-04的STM进行了评价,结果表明:ACI 318-14与EC2中的STM不能准确反映剪跨比对深梁受剪承载力的影响,而CSA A23.3-04中的STM在计算连续深梁受剪承载力时偏于不安全。因此,依据试验数据库,提出考虑剪跨比和混凝土强度影响的压杆有效系数,用于无腹筋或者腹筋配筋量不满足最小配筋率要求的压杆有效强度的计算。在此基础上,建立了改进的深梁STM,通过与试验数据及其他规范的比较,认为所提模型的适用范围广(剪跨比不大于2.5),预测深梁的受剪承载力能同时保持较低的变异系数(0.29)和较高的安全余度(不安全预测值的占比为5.4%)。     

桥梁结构设计中拉压杆模型设计法的应用

对于钢筋混凝土桥梁结构,现行规范通常采用以截面为分析对象的极限状态法(即截面内力法)进行设计。此方法对于结构的有些区域比较适用,但对有些区域就不合理,甚至不能用此方法设计。欧美国家提出一种在有限元分析基础上适用于混凝土结构各部位配筋设计的拉压杆模型设计法,但国内对此方法还缺乏系统研究。现介绍了建模原理、理论研究和工程实践研究,并提出进一步研究的内容。     

采用压-拉杆模型计算型钢混凝土深梁承载力

基于ACI规范压-拉杆模型设计方法,建立了型钢混凝土（SRC）深梁的压-拉杆模型。根据收集到的25个深梁试验数据,分别采用我国规范关于SRC深梁的承载力计算方法和本文提出的压-拉杆模型,对其承载力和破坏模式进行预测,并与试验结果进行对比。结果表明,我国规范关于SRC深梁的承载力计算结果误差较大,论文提出的压-拉杆模型能较好地计算SRC深梁的承载力。     

配筋方式对桩基厚承台承载性能影响的试验

为研究不同配筋方式对混凝土厚承台承载性能的影响,通过对3个配置不同形式钢筋的混凝土9桩承台进行破坏性试验,对不同配筋形式的承台受力机理和破坏模式进行探讨,证明厚承台符合空间桁架模式的受力特点,集中方式配筋有利于发挥钢筋的抗拉作用,在承台中部配置的钢筋网片能延缓混凝土压杆的劈裂破坏,在承台底部集中配筋的基础上增加中层钢筋网能有效提高承台的承载力。最后给出桩基承台配筋设计的建议。     

九桩厚承台室内外试验分析与设计探讨

为研究大型桥梁工程中常见的厚桩基承台受力机理,首次对1个九桩双薄壁墩厚承台模型进行室内破坏性加载试验,对承台的受力全过程进行了研究,并对某大型桥梁九桩双薄壁墩承台进行了施工全过程的现场实测。室内外试验结果均表明,厚承台的受力与传统的受弯构件不同,线荷载作用下承台的受力机理符合以带有主要单向性压应力的混凝土区域为压杆,主受力钢筋为拉杆的空间桁架模型。通过荷载等效,将作用在承台上线荷载等效为集中荷载,建立了统一的空间桁架模型,进而可采用有关规范给出的设计方法设计。     

拉-压杆模型在混凝土结构教学中的应用

本文介绍了拉-压杆模型的特点及其在混凝土结构教学中的应用,阐明力学模型及力学分析在混凝土结构设计中的重要性。     

建业里东区地下室深受弯构件设计

根据建筑功能要求,地下一层的混凝土墙作为一层高的转换构件承托上部结构单元.根据《混凝土结构设计规范》,该转换构件均属于深受弯构件,分为悬臂梁类型和连续梁类型.根据规范进行构件设计的同时参照美国ACI 318M-05关于深梁简化为拉—压杆模型的计算方法进行补充验算.文中介绍此二类深受弯构件的简化计算方法,构件设计及节点设计.     

钢筋混凝土牛腿结构拉压杆模型及配筋设计

美国混凝土结构规范(ACI 318-08)将拉压杆模型设计方法作为规范性附录,用于指导混凝土结构D区的设计。首先介绍拉压杆模型构成,分析按中国规范（GB 50010-2010）的设计参数（荷载、混凝土强度、钢筋强度）设计时,压杆、拉杆及节点区内力的计算,提供了设计步骤。按照中国规范参数,对牛腿结构进行拉压杆模型设计,对比分析了按建议方法进行设计时与按ACI 318-08规范设计时安全度的差别。算例分析表明,按建议的拉压杆方法进行牛腿结构设计,力学概念清晰,计算简便,与中国规范规定设计方法的安全度水平相当,可用于钢筋混凝土牛腿结构的设计。     

曲线筋PC梁受剪性能试验研究——基于预应力筋角度(θ组)

对3根PC梁和1根RC对比梁的受剪性能进行试验研究,剪跨比均为2.2,主要以曲线筋角度θ为研究变量。研究表明:正常配筋率的小剪跨比PC梁易发生弯剪破坏;角度θ越大,对抗剪越不利,梁刚度损伤也相应越大。此外,采用基于截面的抗剪设计方法和拉压杆模型(MSTM)对受剪承载力进行了预测,与试验值对比表明:基于截面的抗剪设计公式不适用,而MSTM预测结果最为精确,且随着角度的变化趋势与试验结果一致。     

曲线筋PC梁受剪性能试验研究——基于纵筋配筋率(A_s组)

对3根曲线筋PC梁和1根RC对比梁的受剪性能进行试验研究,剪跨比均为1.8,主要以纵筋配筋率为研究变量。研究表明:正常配筋率的小剪跨比梁更倾向于发生弯剪破坏;纵筋配筋率越低,梁刚度丧失越快;对于曲线筋PC梁,存在某一临界配筋率ρcrit,小于此值时,梁拱效应减弱,不宜考虑曲线筋的竖向预剪作用,而大于此值时,可充分考虑竖向抗剪作用。此外,采用基于截面的抗剪设计方法和拉压杆模型(MSTM)对试验梁受剪承载力进行了预测,与试验结果对比表明:基于截面的抗剪设计公式不适用,而MSTM预测结果最为精确,且其较好地反映了纵筋的影响。     

抗震剪力墙小跨高比连梁受剪承载力的软化拉压杆模型解

小跨高比连梁的受剪承载力计算公式源于试验结果,但试验数据较少,缺乏合理的理论计算模型。本文利用软化拉压杆模型理论计算小跨高比连梁的受剪承载力,结果表明软化拉压杆理论能够较准确地预测小跨高比连梁的受剪承载力。     

无腹筋深梁的拉-压杆模型配筋计算

本文介绍了一种用拉-压杆模型计算钢筋混凝土无腹筋深梁配筋的方法。拉-压杆模型能真实反应深梁受力机理,本文将利用拉-压杆模型方法对无腹筋深梁进行配筋计算,并介绍了拉压杆模型的建立、杆件的应力限值等。