主應(yīng)力跡線法是構(gòu)建拉壓桿模型(Strut-and-Tie Model,簡(jiǎn)稱STM)的重要手段,而鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)干擾域——D區(qū)(Disturbed Region)的受力體系則表現(xiàn)為拉壓桿模型。本文以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)典型D區(qū)拉壓桿模型的構(gòu)形為依托,對(duì)主應(yīng)力跡線方法進(jìn)行了如下研究:(1)一般編程研究。利用有限元軟件Abaqus的Python腳本語(yǔ)言,對(duì)該軟件做二次開發(fā),實(shí)現(xiàn)了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)典型D區(qū)的主應(yīng)力跡線自動(dòng)繪制。(2)線彈性階段主應(yīng)力跡線方法研究。運(yùn)用所開發(fā)的程序,對(duì)深梁、局部承壓、牛腿、橫隔梁、承臺(tái)、梁托、橋墩蓋梁這七類典型D區(qū),繪制主應(yīng)力跡線,構(gòu)造其拉壓桿模型,以此為依托。并對(duì)主應(yīng)力跡線自動(dòng)繪制程序的四個(gè)組成部分:(1)起始點(diǎn)的選擇;(2)下一點(diǎn)選取的標(biāo)準(zhǔn);(3)選點(diǎn)終止標(biāo)準(zhǔn);(4)主應(yīng)力跡線平滑化,進(jìn)行了補(bǔ)充與修正,同時(shí)深化了三維主應(yīng)力跡線研究。對(duì)比分析表明:所得結(jié)果優(yōu)于現(xiàn)有成果。(3)非線性階段主應(yīng)力跡線方法研究。對(duì)主應(yīng)力跡線方法提出了非線性階段的折線點(diǎn)終止判別標(biāo)準(zhǔn),實(shí)現(xiàn)了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)典型D區(qū)的非線性階段的主應(yīng)力跡線自動(dòng)繪制,并以鋼筋混凝土深梁為例,驗(yàn)證了所提方法的合理性。
【學(xué)位單位】：武漢輕工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TU375
【部分圖文】：

土結(jié)構(gòu)中的區(qū)域按平截面假設(shè)是否成立可分為兩類：一類假定的區(qū)域，稱為 B 區(qū)(Bernoulli region)；另一類是截面的區(qū)域，稱為 D 區(qū)(Disturbed region)，即為干擾域。根據(jù)是從截面幾何尺寸突變處或集中力加載點(diǎn)處向周圍擴(kuò)展一的 D 區(qū)有，梁柱節(jié)點(diǎn)、牛腿、深梁、承臺(tái)、結(jié)構(gòu)開口處，，結(jié)構(gòu)支座等。B 區(qū)憑借平截面假定的支撐，已建立起較為則相對(duì)復(fù)雜，近些年已發(fā)展了拉壓桿模型理論[1~5]（strut-被認(rèn)為是解決 D 區(qū)問(wèn)題的有力工具之一。理現(xiàn)有的研究表明[1~9]，D 區(qū)傳力體系可認(rèn)為是帶有主要單桿，帶有主要單向拉應(yīng)力的鋼筋作拉桿，拉壓桿相交區(qū)域

D 區(qū)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需構(gòu)建拉壓桿模型，在選擇構(gòu)建拉壓桿模型時(shí)應(yīng)考慮壓桿和拉桿的軸線位置，在確定桁架的幾何布置時(shí)，須考慮壓桿、拉桿和節(jié)點(diǎn)區(qū)的尺寸。(2)構(gòu)形方法①經(jīng)驗(yàn)法經(jīng)驗(yàn)法是設(shè)計(jì)人員根據(jù)現(xiàn)有的資料和自身的工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行的 D 區(qū)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在一些國(guó)外規(guī)范和設(shè)計(jì)指南中，已提供了一些經(jīng)典的經(jīng)驗(yàn)法 D 區(qū)構(gòu)型，可供設(shè)計(jì)者參考[11~13]。②試驗(yàn)法現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外的很多專家學(xué)者已經(jīng)對(duì)混凝土典型 D 區(qū)中的很多結(jié)構(gòu)，如深梁、牛腿、預(yù)應(yīng)力錨固區(qū)、承臺(tái)等進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)研究，在此基礎(chǔ)上，提出了多種 D 區(qū)構(gòu)形，并運(yùn)用到 D 區(qū)的設(shè)計(jì)計(jì)算中去。但是，結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)成本較大，模型實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)也是有限的，雖然其有效性已得到充分肯定，但其適用范圍受限[14~18]。③荷載路徑法荷載路徑是指某一方向上的荷載從作用點(diǎn)至 D 區(qū)邊界力的傳遞通道。一般用于結(jié)構(gòu)幾何形體和荷載作用相對(duì)簡(jiǎn)單的情況，如圖 1.2 所示[3][6][18~19]。

武漢輕工大學(xué)碩士專業(yè)學(xué)位論文力流確定了受兩點(diǎn)集中力簡(jiǎn)支梁的拉壓桿模型，并提出一種普適的用于確定二維節(jié)點(diǎn)區(qū)強(qiáng)度的方法[20]。林波(2009)針對(duì)梁端承受錨固力的矩形截面梁，根據(jù)主應(yīng)力跡線構(gòu)建出后張錨固區(qū)的拉壓桿模型[21]。目前的通用商業(yè)有限元分析軟件，雖可以顯示有限元模型各單元節(jié)點(diǎn)的主應(yīng)力矢量，但卻不能自動(dòng)生成主應(yīng)力跡線。為此賀志啟博士(2013)提出了二維主應(yīng)力跡線自動(dòng)搜尋的算法原理，通過(guò)對(duì)有限元軟件 ANSYS 的二次開發(fā)實(shí)現(xiàn)了二維主應(yīng)力跡線的計(jì)算機(jī)自動(dòng)生成[19][22]。洪浩(2014)在賀志啟的研究基礎(chǔ)上提出了三維結(jié)構(gòu)端部錨固力的主壓應(yīng)力跡線自動(dòng)搜索算法，并在有限元軟件 ANSYS 上實(shí)現(xiàn)了三維結(jié)構(gòu)端部錨固力的主壓應(yīng)力跡線自動(dòng)生成[23]。目前，總的說(shuō)來(lái)，一般還較少見到有三維結(jié)構(gòu)的主應(yīng)力跡線的自動(dòng)繪制程序，也未涉及到非線性階段的主應(yīng)力跡線的自動(dòng)繪制研究。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 郭宏磊;;集中于樁頂區(qū)域布置底部縱筋承臺(tái)沖切承載力的計(jì)算[J];工業(yè)建筑;2015年02期

2 郭宏磊;江波;;承臺(tái)破壞形式判別的研究[J];工程力學(xué);2013年06期

3 賀志啟;劉釗;;后張預(yù)應(yīng)力橋梁中間錨固區(qū)的拉壓桿模型方法[J];工程力學(xué);2013年S1期

4 李樹山;高丹盈;解偉;;鋼筋混凝土牛腿結(jié)構(gòu)拉壓桿模型及配筋設(shè)計(jì)[J];土木建筑與環(huán)境工程;2013年S1期

5 郭宏磊;;配置腹部水平鋼筋網(wǎng)的柱下承臺(tái)沖切承載力研究[J];土木工程學(xué)報(bào);2010年05期

6 林波;劉釗;;矩形截面梁后張錨固區(qū)劈裂力計(jì)算的拉壓桿模型法[J];公路交通科技;2009年12期

7 郭宏磊;;承臺(tái)沖切破壞的空間桁架傳力機(jī)理研究[J];建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào);2009年01期

8 劉華新,邢穎,劉艦,魏巍;拉—壓桿模型法在牛腿配筋設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J];遼寧工學(xué)院學(xué)報(bào);2005年01期

9 謝億民,楊曉英,Ｇ．Ｐ．Ｓｔｅｖｅｎ,Ｏ．Ｍ．Ｑｕｅｒｉｎ;漸進(jìn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化法的基本理論及應(yīng)用[J];工程力學(xué);1999年06期

10 郭宏磊,丁大鈞,蔣永生;厚承臺(tái)空間桁架受力機(jī)理的研究(1)[J];工業(yè)建筑;1997年08期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 嚴(yán)翔;集中于樁頂區(qū)域布置底部縱筋下的厚承臺(tái)受力性能研究[D];武漢輕工大學(xué);2017年

本文編號(hào)：2811617