利用压杆一拉杆模型进行结构混凝土的评估和加固

介绍了利用压杆一拉杆模型对现有结构混凝土承载力的评估及加固方法,运用实例论述了压杆-拉杆模型在制订结构混凝土加固工程方案中的具体应用.     

拉压杆理论在钢筋混凝土结构设计中的应用

在调研分析、介绍拉压杆基本理论的基础上,着重阐述了拉压杆理论的研究成果及其在混凝土结构设计中应用需要注意的一些事项.拉压杆理论的设计思想是直接依据有限元程序分析得到的结构内部应力分布图及应力曲线图,分析出整个结构内部的“力流”,将同一方向上主要承受压应力的混凝土区用压杆模拟,而主要承受拉应力的区域用拉杆模拟,交汇区以结点模拟,建立一个替代原结构拉控压杆模型.     

基于我国规范的压杆-拉杆设计方法

介绍了近年来得到广泛重视并在一些混凝土结构设计规范中得到应用的压杆-拉杆模型,以及美国混凝土结构规范ACI 318-05中的压杆-拉杆模型设计方法.根据对混凝土结构压杆-拉杆模型的分析,提供了按我国混凝土结构规范的设计参数（荷载、混凝土强度、钢筋强度）时,采用压杆-拉杆模型进行设计的方法,并给出了按该方法进行设计时与按ACI 318-05规范设计时安全度的对比分析,最后给出了按我国参数进行设计的示例.     

混凝土结构的拉-压杆模型设计方法

本文回顾了拉-压杆模型设计方法的发展历程,论述了拉-压杆模型设计方法的基本原理、建模方法和设计流程。拉-压杆模型设计方法是对空间问题的简化分析,既能解决空间效应问题,又易于工程应用,具有广阔的应用前景。     

斜拉桥索塔锚固区前壁竖向拉-压杆模型

对斜拉桥箱形截面索塔塔壁预应力锚固体系,采用拉-压杆模型方法对拉索直接锚固的塔柱前壁进行研究.以力法为手段,依据拉-压杆模型的优化原理,确立了体内单锚的拉-压杆模型.以单锚拉-压杆模型为基础,初步构建前壁的拉-压杆模型.取z为拉杆(T3)与结点(1)间的竖向距离,采用力法建立以z为函数的拉杆内力的表达式,利用拓扑优化成...     

体外预应力箱梁桥转向块配筋设计分析

文章对重庆某体外预应力箱梁桥转向块利用拉压杆模型法进行配筋设计.根据体外预应力箱梁桥转向块的主应力矢量图和主应力云图确定转向块设计的B区和D区,然后运用"弹性应力法"和"拓扑优化法"相结合的方法建立了转向块D区设计的拉压杆模型.再由平衡条件算出拉杆和压杆内力,根据美国ACI-318-05结构设计规范的有关设计公式、规定进行转向块D区的配筋设计和压杆承载力检验.最后,给出了体外预应力箱梁桥转向块相应的配筋设计建议.     

预应力钢束锚固区局部应力分析及拉压杆模型的应用

钢束锚固区作为预应力构件的关键受力节点,长期以来一直是预应力混凝土桥梁量化计算的盲区,缺少成熟的设计理论。为了探寻一种较为准确、通用的设计方法,首先,对多种锚固区的受力特点进行了分析,通过横向对比多篇相关文献的内容,整理了拉压杆理论的计算过程,总结了拉压杆模型的设计方法和设计要点。接着,对一些关键参数的取用作了探讨与修正。最终,形成一套切实可行的拉压杆设计思路,为后续D区混凝土设计工作提供依据。     

短悬臂盖梁柔性拉压杆模型分析研究

《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG 3362-2018）基于应力扰动区（D区）刚性拉压杆模型给出了短悬臂盖梁承载能力极限状态的计算方法,但对于正常使用极限状态抗裂验算未进行规定。如果按刚性拉压杆模型进行抗裂验算,则拉杆钢筋的应力往往偏大,配筋将过于保守。实际上拉杆和压杆刚度相差较大,按有限变位的柔性拉压杆模型推导了拉杆拉力的计算公式,并结合工程实例采取有限元实体模型进行验证,结果表明柔性拉压杆模型计算结果精度更高,与有限元分析结果更吻合,相关结论可供类似工程参考。     

混凝土结构拉-压杆模型的检算方法

比较了各国规范关于压杆和结点区混凝土的有效抗压强度系数的取值,结合拉-压杆模型的特点,给出了模型检算的详尽计算公式,并指出了模型优化的必要性和模型优化的多种手段。检算方法易于普通桥梁设计者掌握应用。     

索塔锚固区拓扑优化拉压杆模型及预应力构造分析

针对混凝土索塔锚固区承载力准确计算及预应力设计难题,提出拓扑优化拉压杆模型,以龙川枫树坝大桥为背景,采用变密度拓扑优化法构建索塔锚固区拉压杆模型,分析索塔锚固区压杆和节点的承载力、计算环向预应力需求数量,建立索塔锚固区节段有限元模型进行预应力构造优化分析,确定预应力沿高度方向布置方式、预应力盲区设计及预应力配置数量,并对优化后的模型进行应力验算。结果表明:分散布束较集中布束产生的锚固区主拉应力更小;在导管处预应力盲区增加短束可均匀提高塔侧壁的预压应力;受材料泊松效应影响,索塔锚固区预应力钢筋必须适量配置;按提出的拉压杆模型及构造优化方式布置预应力钢束可较好满足索塔锚固区受力要求。     

体外预应力桥梁锚固块构造分析及拉压杆模型法配筋研究

采用3种有限元分析模型进行体外预应力桥梁锚固块的应力分析,分别考虑角钢、钢垫板、体外预应力钢管,钢筋网和分布钢筋对锚固块的影响,并对3种有限元模型计算结果进行分析对比。另外,对单孔锚固的T梁锚固块直接利用美国ACI-318-05混凝土结构规范中的拉压杆模型进行配筋设计;对多孔锚固的箱梁锚固块,忽略横向应力和竖向应力的相互影响,利用弹性应力法建立箱梁锚固块的横向和竖向配筋的拉压杆模型进行配筋设计。研究结果表明,在体外预应力锚固块与主梁相接部位中设置角钢有效地降低了这一位置由于大吨位张拉力引起的应力集中;设置了钢垫板、角钢、体外预应力钢管以及锚固区钢筋网和分布钢筋后,锚固区是安全的。因此,运用拉压杆模型法对体外预应力锚固块的配筋设计是合理可行的。     

顶部和底部荷载共同作用下深梁的拉压杆模型

介绍了深梁分别在顶部荷载、底部荷载和顶底部荷载共同作用下的拉压杆模型,给出了拉压杆模型迭代法的推导过程.通过比较深梁在233个顶部荷载、6个底部荷载和12个顶底部荷载组合作用下拉压杆推算值,可以看出无论何种荷载条件,拉压杆模型推算的深梁极限抗剪强度值都相一致.更重要的是,建议的分析方法不仅合理,而且破坏准则简单明了.由于模型能表明桁架最薄弱的连接部位,因此它也可推广到设计部门,结构工程师能据此修改设计,并控制破坏荷载.     

欧洲规范拉-压杆模型设计分析

随着中国交通建设企业逐步走出国门,欧洲规范也更多地应用到海外项目中。该文详述了欧洲规范EN 1992-1和EN 1992-2中拉-压杆模型的设计原理和方法,对拉压杆模型的强度计算表达式、考虑的主要影响因素作了深入解析。在此基础上与中国规范相关内容进行了全面对比,并进行了实例计算验证。     

结构混凝土通向协调设计的压杆-拉杆模型

提出了对所有结构类型和其所有部件都采用统一的、协调一致的设计概念,以改变过去对结构的某些部分的设计过于精细,而对另一些部门则凭经验办事的不合理现象.这种协调一致的概念是以切合实际的物理模型为依据的.压杆-拉杆模型是熟知的桁架相似法的扩充和推广,它适用于钢筋混凝土和预应力混凝土的各种结构和结构的各部分,包括应变为线性分布及非线性分布部分、几何连续及不连续部分.介绍了压杆-拉杆模型设计的原理和方法及其应用实例.     

基于拓扑优化建立拉压杆模型的索塔锚固区环向预应力配束研究

斜拉桥索塔锚固区是典型的应力扰动区(D区),常规设计方法主要适用于符合平截面假定的规则区域(B区)而不适用于D区。拉压杆模型是对D区进行设计的有效方法,但难以在大量可能平衡的拉压杆结构中找到正确的模型。为解决索塔D区预应力配束问题,文中采用拓扑优化方法,根据拓扑优化构型建立拉压杆模型,通过该模型指导索塔锚固区预应力配束设计,并采用Abaqus建立三维有限元模型对配束的合理性进行验证。结果表明,采用拓扑优化建立拉压杆模型指导索塔锚固区预应力配束的方法可行。     

基于拉压杆模型的梁托牛腿设计分析方法

借鉴国外规范,构建了梁托牛腿的拉压杆模型,对梁托牛腿进行受力分析,明确了设计过程中需重点关注验算的拉杆。通过试验验证,表明该拉压杆模型方法可以较为便捷、可靠、有效地预测梁托牛腿的极限承载力,为梁托牛腿的设计提供参考。     

利用压杆—拉杆模型进行结构混凝土的评估和加固

介绍了利用压杆-拉杆模型对现有结构混凝土承载力的评估及加固方法，运用实例论述了压杆-拉杆模型在制订结构混凝土 加固工程方案中的具体应用。     

九桩双薄壁墩厚承台空间桁架模型现场试验研究

为进一步研究大型桥梁工程中常见的大型桩基厚承台的受力性能,根据规范建立新疆伊犁河特大桥九桩双薄壁墩承台空间桁架计算模型,对承台内部应力进行了现场测试,并对测试结果进行分析.结果表明,本工程九桩承台属于厚承台范畴,内部完整应力流可近似为一个理想的桁架,即:以主压应力混凝土区为压杆,桩顶区域的受拉钢筋为拉杆的空间桁架模型;承台开裂之前,混凝土拉杆效应不可忽略,但随着裂缝的开展,受拉区混凝土逐渐退出工作;采用空间桁架模型进行设计符合厚承台受力机理,具有更好的合理性.     

锥形面空间拉压杆模型理论在转体桥梁承台设计中的应用

锥形面空间拉压杆模型是在空间拉压杆模型的基础上,针对转体施工桥梁承台的受力特点,将复杂的空间拉压杆模型进一步分解为几个简单锥形面空间拉压杆模型。根据承台与桩的刚度系数,建立锥面间荷载分配比例关系,求得各桩桩顶反力,进而求得拉压杆的内力。文中结合工程实例,对转体施工桥梁承台进行受力分析。计算及工程实践表明,锥形面空间拉压杆模型计算理论构形简单,计算简便,符合水平转体施工桥梁承台的受力特点。     

基于拉压杆模型的预应力深梁抗剪承载力

为了给中国桥梁工程中的深梁抗剪设计提供理论依据,针对深梁应变分布不符合平截面假定,在结构设计中属于力流紊乱区的问题,借助拉压杆模型理论对预应力作用下的混凝土深梁极限抗剪承载力展开试验与数值研究。首先利用通用有限元分析软件ANSYS并结合Tcl/tk语言联合开发插件程序,以图形用户界面的方式实现深梁拉压杆模型的自动构形。然后,借助生成的拉压杆模型,按改进的破坏准则推导考虑预应力效应的深梁极限抗剪承载力公式,并通过12组数值试验确定主拉应力沿深梁拉压杆模型压杆分布的不均匀系数表达式。最后,通过有黏结与无黏结预应力混凝土深梁试验对推导的预应力深梁极限抗剪承载力公式的有效性进行验证。研究结果表明：对于有黏结预应力混凝土深梁试验,试验结果与Tan教授预测结果的比值均大于与本文计算结果的比值,前者平均值为1.27,后者为1.10;对于无黏结预应力混凝土深梁试验,试验结果与Tan教授预测结果之比的平均值为1.13,与本文计算结果之比的平均值为1.10;相对于已有预测值,计算结果与试验结果更加吻合,并且偏于安全,说明该公式可以较可靠地预测深梁的实际承载力,具有一定的理论价值和实用意义。