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基于改进简化拉-压杆模型的钢纤维混凝土梁柱节点受剪承载力计算方法
1
作者 张路杨 姚继涛 胡玉坤 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期90-100,共11页
在简化拉-压杆模型(Simplified softened strut-and-tie model,SSSTM)基础上,考虑轴压比对混凝土斜压杆倾角的影响,修正斜压杆倾角计算公式,并基于剪滞模型,考虑裂缝面纤维数量及纤维取向特性,建立裂缝面单位面积纤维拉应力计算公式,从... 在简化拉-压杆模型(Simplified softened strut-and-tie model,SSSTM)基础上,考虑轴压比对混凝土斜压杆倾角的影响,修正斜压杆倾角计算公式,并基于剪滞模型,考虑裂缝面纤维数量及纤维取向特性,建立裂缝面单位面积纤维拉应力计算公式,从而提出适用于钢纤维混凝土梁柱节点受剪承载力计算的改进简化拉-压杆模型(Modified simplified softened strut-and-tie model,MSSSTM).采用MSSSTM模型、SSSTM模型对36个钢纤维混凝土梁柱节点受剪承载力进行计算.结果表明:MSSSTM模型、SSSTM模型的试验值与计算值之比的平均值分别为1.01、1.05,变异系数分别为0.04、0.09;按照MSSSTM模型计算得到的钢纤维混凝土梁柱节点受剪承载力试验值与计算值吻合较好,离散性较小,且该模型亦能较合理地反映轴压比、混凝土强度等对节点受剪承载力的影响. 展开更多
关键词 改进简化拉-压杆模型 钢纤维混凝土 梁柱节点 受剪承载力 斜压杆倾角
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基于双线性类桁架材料模型的拉-压杆拓扑优化设计
2
作者 郭新泽 石顺义 周克民 《力学季刊》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期419-428,共10页
拉-压杆模型是复杂钢筋混凝土结构配筋设计的标准方法之一,采用拓扑优化建立复杂应力区域的拉-压杆模型具有十分重要的意义.渐进结构优化类算法和各向同性材料惩罚模型类算法已经广泛应用于此类研究,这些算法的优化对象为各向同性的等... 拉-压杆模型是复杂钢筋混凝土结构配筋设计的标准方法之一,采用拓扑优化建立复杂应力区域的拉-压杆模型具有十分重要的意义.渐进结构优化类算法和各向同性材料惩罚模型类算法已经广泛应用于此类研究,这些算法的优化对象为各向同性的等厚度带孔板,其本质是在最优解附近寻找近似解.此外,由于应力-应变曲线不光滑的特性给求解优化问题带来困难,现有拉-压杆构建方法很少考虑材料拉压性能不同对最优拓扑产生的影响.本文提出了一种基于双线性类桁架材料模型的拓扑优化算法,以寻求复杂混凝土结构中拉-压杆的最优拓扑构型.该方法以结点位置正交杆件的密度和方向作为设计变量,拉伸区和压缩区的材料特性分别与钢筋的拉伸模量和混凝土的压缩模量一致.采用材料替换方法克服拉压异性模量引起的非线性问题,并给出了单元刚度矩阵的修正方法.优化问题采用基于灵敏度信息的迭代算法求解.数值算例表明,结构拉压性能差异对最优拓扑结构产生显著影响.与现有基于单元密度的优化方法相比,所提方法能够准确描述复杂应力状态下的材料最优分布场,计算效率提高约26%,同时给出更多材料分布细节. 展开更多
关键词 拓扑优化 类桁架结构 拉压异性 拉-压杆模型 配筋设计
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基于软化拉-压杆模型的超高性能混凝土剪力墙抗剪承载力研究 被引量：1
3
作者 童小龙 周永玲 +2 位作者 甘罗 陈建美 吴建良 《混凝土》 CAS 北大核心 2023年第9期13-15,共3页
超高性能混凝土(Ultra-high performance concrete,UHPC)是一种高韧性、高耐久性的超高强水泥基复合材料,在工程中具有良好的应用前景。利用软化拉-压杆模型理论计算UHPC剪力墙的受剪承载力,采用了一种简便计算UHPC材料的受压软化系数... 超高性能混凝土(Ultra-high performance concrete,UHPC)是一种高韧性、高耐久性的超高强水泥基复合材料,在工程中具有良好的应用前景。利用软化拉-压杆模型理论计算UHPC剪力墙的受剪承载力,采用了一种简便计算UHPC材料的受压软化系数计算式,该方法避免了传统方法计算软化系数时所需的迭代计算,同时又能考虑钢纤维对软化系数的影响。通过与UHPC低矮剪力墙低周反复荷载下的受剪承载力试验结果对比,计算结果与试验结果吻合较好。结果表明软化拉-压杆模型方法能够较好的计算UHPC剪力墙的受剪承载力。 展开更多
关键词 超高性能混凝土 剪力墙 抗剪承载力 软化拉-压杆模型
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拉-压杆模型在钢筋混凝土深梁设计中的应用 被引量：20
4
作者 叶列平 孟杰 王宇航 《建筑科学与工程学报》 CAS 2009年第2期81-86,共6页
为完善中国《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2002)中关于钢筋混凝土深梁的承载力设计方法,根据美国ACI 318M—05规范D区拉-压杆模型方法,按中国规范的设计表达式,提出了钢筋混凝土深梁承载力的拉-压杆模型计算方法。基于所收集到的各... 为完善中国《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2002)中关于钢筋混凝土深梁的承载力设计方法,根据美国ACI 318M—05规范D区拉-压杆模型方法,按中国规范的设计表达式,提出了钢筋混凝土深梁承载力的拉-压杆模型计算方法。基于所收集到的各国52个受剪破坏和29个受弯破坏的深梁试验数据,分别采用拉-压杆模型方法和中国GB 50010—2002规范深梁承载力计算方法,对试验结果进行了对比分析。结果表明,拉-压杆模型方法的计算结果比中国GB 50010—2002规范方法更准确。 展开更多
关键词 钢筋混凝土 深梁 拉-压杆模型 抗剪承载力 抗弯承载力 配筋
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钢筋混凝土梁柱节点核心区拉-压杆模型化方法研究 被引量：10
5
作者 韩风霞 王志军 +1 位作者 宋孟超 黄宗明 《土木建筑与环境工程》 CSCD 北大核心 2010年第1期61-65,共5页
OPENSEES(Open System for Earthquake Engineering Simulation)中的节点"宏模型"是一种模拟钢筋混凝土梁柱节点较为理想的高效单元模式,但目前该模型中确定节点核心区剪切应力应变关系的两种常用方法:修正斜压场理论(MCFT)... OPENSEES(Open System for Earthquake Engineering Simulation)中的节点"宏模型"是一种模拟钢筋混凝土梁柱节点较为理想的高效单元模式,但目前该模型中确定节点核心区剪切应力应变关系的两种常用方法:修正斜压场理论(MCFT)和斜压杆模型,均存在不足;本文提出了能全面反映节点三种传力机理的拉-压杆模型方法来确定剪切应力-应变关系,并推导了该模型的变形协调条件、平衡方程。通过分析比较,拉-压杆模型方法的计算结果与相应的梁柱节点试验结果吻合较好,能在节点配箍率变化较大的范围,更好地反映核心区的剪切应力应变关系。 展开更多
关键词 钢筋混凝土梁柱节点 节点核心区 拉-压杆模型 模型检验 模拟 剪切应力应变关系
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基于改进拉-压杆模型的预应力混凝土深受弯构件受剪承载力预测 被引量：3
6
作者 王国林 孟少平 +1 位作者 张运涛 孙巍巍 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期898-903,共6页
以集中荷载下有粘结预应力混凝土简支深受弯构件为对象,建立了显式考虑有效预压力Fpe的改进拉-压杆模型,依据Kupfer-Gerstle双向拉压应力关系考虑了混凝土软化效应并推导了受剪承载力公式.该式也可用于分析无粘结预应力及钢筋混凝土构... 以集中荷载下有粘结预应力混凝土简支深受弯构件为对象,建立了显式考虑有效预压力Fpe的改进拉-压杆模型,依据Kupfer-Gerstle双向拉压应力关系考虑了混凝土软化效应并推导了受剪承载力公式.该式也可用于分析无粘结预应力及钢筋混凝土构件.3种主要破坏模式压杆劈裂破坏、压杆或结点区压溃和拉杆屈服在公式中得到了体现.通过对4根和已有文献中39根试验梁的分析,得到试验值与预测结果的平均比值为1.15,变异系数为0.120,表明该公式预测结果精确、连续且偏于安全. 展开更多
关键词 预应力混凝土 深受弯构件 受剪承载力 拉-压杆模型 软化效应
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基于软化拉-压杆模型钢骨超高强混凝土框架节点抗剪承载力计算 被引量：2
7
作者 闫长旺 吕海锋 +2 位作者 贾金青 张菊 刘曙光 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期54-59,共6页
钢骨超高强混凝土框架节点是一种新型组合结构.为计算钢骨超高强混凝土框架节点的抗剪承载力,基于钢筋混凝土框架节点软化拉-压杆模型,以钢骨和超高强混凝土为压杆,以钢骨、纵筋、箍筋为拉杆,建立了钢骨超高强混凝土框架节点软化拉-压... 钢骨超高强混凝土框架节点是一种新型组合结构.为计算钢骨超高强混凝土框架节点的抗剪承载力,基于钢筋混凝土框架节点软化拉-压杆模型,以钢骨和超高强混凝土为压杆,以钢骨、纵筋、箍筋为拉杆,建立了钢骨超高强混凝土框架节点软化拉-压杆模型,进行了框架节点抗剪承载力计算,并与试验值进行了比较,分析了轴压比和配箍率对计算值的影响.结果表明,抗剪承载力试验值与计算值的比在1.2左右,吻合较好,且计算值偏于安全;随着轴压比的增大,计算值增大;随着配箍率的增大,计算值亦增大.所提出的钢骨超高强混凝土框架节点软化拉-压杆模型很好地反映出轴压比和配箍率对抗剪承载力的影响. 展开更多
关键词 钢骨超高强混凝土 框架节点 软化拉-压杆模型 抗剪承载力 轴压比 体积配箍率
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混凝土结构设计的拉-压杆模型方法——Ⅰ:模型建立 被引量：6
8
作者 方从启 刘朝山 《混凝土》 CAS CSCD 北大核心 2009年第9期5-9,13,共6页
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... 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。 展开更多
关键词 拉-压杆模型 设计 混凝土结构
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斜拉桥索塔锚固区前壁竖向拉-压杆模型 被引量：4
9
作者 陶齐宇 刘扬 《公路交通科技》 CAS CSCD 北大核心 2011年第9期46-52,共7页
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... 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,利用拓扑优化成果(T2=0)和卡尔丹公式,确定z的数值,自下而上全面解答了前壁的拉-压杆模型,从而准确反映在拉索竖向分力作用下前壁拉、压应力的分布状况。最后,通过对宜宾长江大桥索塔的实例研究,提出α3=23.3°,简化了前壁拉-压杆模型,且具有较好的工程精度,可用于确定索塔锚固区的预应力筋的规格。 展开更多
关键词 桥梁工程 拉-压杆模型 拓扑优化 索塔锚固区 斜拉桥 计算方法
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预应力混凝土连续箱梁顶底板搭接索拉-压杆分析 被引量：2
10
作者 张文学 吴海军 王景景 《公路交通科技》 CAS CSCD 北大核心 2012年第3期70-73,共4页
针对目前预应力混凝土连续箱梁腹板1/4跨附近开裂现象比较普遍,已严重影响该类桥梁的安全性和耐久性这一问题。分别以重庆石板坡长江大桥和钟祥汉江大桥为例,采用拉-压杆理论,建立拉-压杆模型,研究顶、底板纵向搭接索引起的竖向拉力对... 针对目前预应力混凝土连续箱梁腹板1/4跨附近开裂现象比较普遍,已严重影响该类桥梁的安全性和耐久性这一问题。分别以重庆石板坡长江大桥和钟祥汉江大桥为例,采用拉-压杆理论,建立拉-压杆模型,研究顶、底板纵向搭接索引起的竖向拉力对预应力混凝土连续箱梁腹板受力状态的影响。在分析顶、底板搭接索反拱石机理的基础上,对预应力混凝土连续箱梁顶、底板纵向搭接索引起的腹板竖向拉力进行了拉-压杆模型分析。研究表明预应力混凝土箱梁顶、底板纵向搭接索可在腹板内引起较大的竖向拉力,并提出了相应的设计注意事项。 展开更多
关键词 桥梁工程 反拱石 拉-压杆 腹板 开裂
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混凝土结构设计的拉-压杆模型方法-Ⅱ:设计 被引量：6
11
作者 刘朝山 方从启 《混凝土》 CAS CSCD 北大核心 2009年第11期7-9,13,共4页
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。
关键词 拉-压杆模型 混凝土结构
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欧洲规范拉-压杆模型设计分析 被引量：4
12
作者 夏飞 张春华 《中外公路》 北大核心 2015年第3期163-169,共7页
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... 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。 展开更多
关键词 欧洲规范 拉-压杆模型 极限状态 设计 对比
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利用拉-压杆模型进行结构的受力分析和设计 被引量：5
13
作者 郭卫民 赵学军 《东北公路》 北大核心 1999年第3期47-54,共8页
拉 -压杆模型方法是结构的概念性设计中对结构进行内力分析和设计的一种有效的工具。本文简要介绍了拉 -压杆模型的原理和建立方法 。
关键词 拉-压杆模型 内力分析 桥梁 基桩承台
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混凝土斜拉桥索塔锚固区预应力设计的拉-压杆模型法 被引量：8
14
作者 陶海 肖汝诚 《结构工程师》 2008年第6期36-40,共5页
简要论述了拉-压杆模型方法的理论及一般设计过程,推导了基于中国规范的混凝土压杆有效强度计算公式,并给出了预应力及普通钢筋拉杆的强度计算公式。针对混凝土斜拉桥索塔锚固区预应力设计,采用拉-压杆模型方法对箱形断面索塔锚固区进... 简要论述了拉-压杆模型方法的理论及一般设计过程,推导了基于中国规范的混凝土压杆有效强度计算公式,并给出了预应力及普通钢筋拉杆的强度计算公式。针对混凝土斜拉桥索塔锚固区预应力设计,采用拉-压杆模型方法对箱形断面索塔锚固区进行分析,并建立拉-压杆模型,定量设计出预应力钢束。建立三维实体单元有限元仿真模型对索塔锚固区进行分析,其结果验证了拉-压杆模型的精度和可靠性。 展开更多
关键词 混凝土 斜拉桥 索塔锚固区 环向预应力 拉-压杆模型
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大跨度斜拉桥混凝土索塔区侧壁竖向拉-压杆模型研究 被引量：1
15
作者 陶齐宇 叶华文 +1 位作者 胡劼成 徐勋 《铁道建筑》 北大核心 2017年第7期16-20,共5页
大跨度斜拉桥预应力混凝土索塔锚固区容易开裂,本文采用拉-压杆模型对锚固区竖向受力及预应力锚固范围进行研究。根据索塔锚固区受力平衡原理和几何关系,建立索塔锚固区侧壁竖向拉-压杆模型,得到简便实用的拉-压杆受力计算公式,且公式... 大跨度斜拉桥预应力混凝土索塔锚固区容易开裂,本文采用拉-压杆模型对锚固区竖向受力及预应力锚固范围进行研究。根据索塔锚固区受力平衡原理和几何关系,建立索塔锚固区侧壁竖向拉-压杆模型,得到简便实用的拉-压杆受力计算公式,且公式计算值与专业软件CAST计算值相同。计算结果表明:在索力竖向分力的作用下,侧壁产生拉应力的高度范围是恒定的,且只与主塔几何尺寸有关,与索力大小无关;在索力竖向分力的作用下,距离索力作用点越近,侧壁高度方向上拉力越大。研究结果可供索塔锚固区环向预应力设计参考。 展开更多
关键词 公路桥梁 索塔锚固区 理论分析 拉-压杆模型 侧壁 应力分布
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拉-压杆模型在混凝土结构教学中的应用 被引量：1
16
作者 刘华新 邢颖 《高等建筑教育》 2005年第4期63-65,共3页
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。
关键词 拉-压杆模型 混凝土结构设计 力学模型 力学分析
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基于拉-压杆UHTCC节点抗剪承载力分析 被引量：1
17
作者 苏骏 蔡俊 《湖北工业大学学报》 2017年第2期84-87,共4页
针对钢筋混凝土框架节点设计常用的MCFT理论和斜压杆模型存在的不足,在以往试验的基础上,利用能全面反映节点三种传力机理的拉-压杆模型方法,对UHTCC局部增强混凝土框架节点建立基于拉-压杆模型抗剪承载力计算公式。结果表明:基于拉-压... 针对钢筋混凝土框架节点设计常用的MCFT理论和斜压杆模型存在的不足,在以往试验的基础上,利用能全面反映节点三种传力机理的拉-压杆模型方法,对UHTCC局部增强混凝土框架节点建立基于拉-压杆模型抗剪承载力计算公式。结果表明:基于拉-压杆模型的抗剪承载力计算值与试验值和现行规范计算值吻合良好。在此基础上分析了不同配箍率和试验轴压比对UHTCC局部增强混凝土框架节点抗剪承载力的影响。 展开更多
关键词 拉-压杆模型 UHTCC 框架节点 抗剪承载力
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基于软化拉-压杆模型的RC空间边节点抗剪承载力计算方法
18
作者 李振宝 郝娜 +1 位作者 崔燕伟 宋坤 《震灾防御技术》 CSCD 北大核心 2019年第1期1-9,共9页
实际地震作用是多维的、随机的,框架节点在2个方向同时受力,其抗震能力相比于单向地震作用会降低。目前,对节点核心区在2个方向同时受力时抗剪承载力的研究尚未完善。在双向受力下,节点核心区2个方向传来的剪力形成合剪力作用面,在节点... 实际地震作用是多维的、随机的,框架节点在2个方向同时受力,其抗震能力相比于单向地震作用会降低。目前,对节点核心区在2个方向同时受力时抗剪承载力的研究尚未完善。在双向受力下,节点核心区2个方向传来的剪力形成合剪力作用面,在节点核心区内部形成不同于单向受力下的斜向斜压杆。本文基于软化拉-压杆模型,针对水平双向受力相同的空间边节点,在合剪力作用面内建立抗剪承载力计算模型,确定空间边节点核心区斜压杆以及钢筋拉杆的计算方法。利用有限元软件建立不同参数空间边节点模型,并收集部分空间节点试验数据,将剪力计算值与模拟值或试验值进行对比。结果表明,基于软化拉-压杆模型建立的双向受力下钢筋混凝土框架,其边节点抗剪承载力计算值与模拟值或试验值吻合良好。 展开更多
关键词 空间边节点 双向受力 抗剪承载力 软化拉-压杆模型
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混凝土结构的拉-压杆模型设计方法 被引量：3
19
作者 陶齐宇 张义志 《西南公路》 2017年第1期35-41,51,共8页
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。
关键词 拉-压杆模型 发展历程 建模方法 设计流程
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预应力砼箱梁局部应力分析与拉-压杆模型
20
作者 刘建 李振波 陈卓异 《公路与汽运》 2016年第2期146-149,共4页
针对某悬臂施工PC连续箱梁张拉时腹板砼崩裂及锚固区局部开裂问题,利用有限元软件MIDAS FEA建立箱梁节段局部精细有限元模型,采用预应力等效荷载理论进行预应力荷载等效加载,研究该节段腹板的应力分布情况,借用国内研究较少的拉-压杆理... 针对某悬臂施工PC连续箱梁张拉时腹板砼崩裂及锚固区局部开裂问题,利用有限元软件MIDAS FEA建立箱梁节段局部精细有限元模型,采用预应力等效荷载理论进行预应力荷载等效加载,研究该节段腹板的应力分布情况,借用国内研究较少的拉-压杆理论,对锚固区裂缝产生原因进行分析。结果表明,通过实际工程背景,借用有限元软件MIDAS FEA建立的局部精细模型进行应力分析得出拉-压杆模型的方法合理可行,拉-压杆模型中节点区的应力超出应力限值13.7 MPa是导致张拉腹板预应力时出现崩裂的主要原因。提出了设置锚固区构造钢筋、增大锚垫板面积、精确张拉应力控制等预防箱梁腹板崩裂和锚固区局部开裂的措施,在一定程度上优化锚固区的受力状况。 展开更多
关键词 桥梁 拉-压杆模型 预应力 箱梁腹板 锚固区
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