發(fā)布時間：2017-09-28 10:07

  本文關(guān)鍵詞：拉壓桿模型在橋墩系統(tǒng)的適用性和應(yīng)用范圍研究

  更多相關(guān)文章： 深梁 拉壓桿模型 橋墩蓋梁 基礎(chǔ)承臺 混凝土結(jié)構(gòu)

【摘要】：在橋墩系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中,鋼筋混凝土深梁因具有良好的承載性能,使用率較高,已逐步引起橋梁界的廣泛關(guān)注。然而與淺梁不同,伯努利平截面假定在深梁結(jié)構(gòu)設(shè)計中并不適用。在對深梁受力機(jī)理研究并不明確的情況下,我國目前對深梁構(gòu)件的設(shè)計方法是:對大量實驗結(jié)果進(jìn)行回歸分析后,以承載力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)為依據(jù)進(jìn)行設(shè)計。經(jīng)過長期的工程實踐,該方法雖可滿足構(gòu)件安全性保障的要求,但鋼筋使用量較大,會造成不必要的材料浪費(fèi)。此外,有限元分析軟件可以考慮到深梁的非線性問題,但該方法經(jīng)費(fèi)高且計算耗時長,而且目前并不是所有工程師都熟悉有限元設(shè)計軟件的使用。與較復(fù)雜的非線性分析相比,拉壓桿模型設(shè)計法以其明確的受力原理成為一種較被規(guī)范所允許的實用性替代方法,而目前國內(nèi)對于拉壓桿模型方法在實際工程中的適用性并未進(jìn)行論證說明,也并為給出詳細(xì)的設(shè)計計算步驟和注意要求。蓋梁與承臺規(guī)范均規(guī)定為受彎深構(gòu)件,因此,本文對拉壓桿模型的基本理論及其適用性進(jìn)行論述,并探討其在橋梁墩系統(tǒng)中的應(yīng)用范圍,開展工作如下:1.闡述深梁的基本理論和目前設(shè)計深梁的常用方法,指出中美兩國存在的差異。本文重點(diǎn)介紹了拉壓桿模型的基礎(chǔ)知識,以及該模型在橋墩系統(tǒng)的應(yīng)用過程。對美國的設(shè)計公式中所用的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整,以滿足中國的安全因素和材料標(biāo)準(zhǔn)。2.根據(jù)可用的實際橋梁信息,在橋墩系統(tǒng)中的單柱墩式蓋梁、雙柱墩式蓋梁,以及四樁承臺中建立拉壓桿模型。在建拉壓桿模型前用ABAQUS軟件對構(gòu)件的混凝土部分進(jìn)行建模,完成荷載施加、定義邊界條件后運(yùn)算輸出其應(yīng)力云圖,以拉應(yīng)力壓應(yīng)力分布區(qū)域為基礎(chǔ)建立合理的拉壓桿模型,減少計算量。3.結(jié)合我國材料參數(shù),按照美國規(guī)范中對蓋梁和承臺的設(shè)計計算步驟,對單柱墩式蓋梁、雙柱墩式蓋梁以及四樁式承臺完成拉壓桿模型法配筋設(shè)計,繪制出相應(yīng)的配筋圖,列出鋼筋使用數(shù)量表,計算鋼筋總量。將其計算結(jié)果與中國傳統(tǒng)設(shè)計方法所用鋼筋量進(jìn)行比較分析。4.在ABAQUS有限元分析軟件中,將拉壓桿模型配筋法設(shè)計所得的鋼筋籠嵌入相應(yīng)的蓋梁與承臺混凝土中,建立較完整的鋼筋混凝土構(gòu)件模型,施加荷載后,觀察模型整體變形情況、混凝土應(yīng)力狀態(tài)、鋼筋應(yīng)力與屈服狀態(tài)。以確定拉壓桿模型配筋法在單柱墩式蓋梁、雙柱墩式蓋梁、四樁式承臺中是否具有適用性,給出應(yīng)用范圍。本文研究得出:拉壓桿模型簡單易行,且符合理論要求,可以應(yīng)用于我國實際工程中的單柱式墩蓋梁,雙柱墩式蓋梁以及四樁式承臺,可使鋼筋使用量有較大幅度下降,節(jié)約成本。
【關(guān)鍵詞】：深梁 拉壓桿模型 橋墩蓋梁 基礎(chǔ)承臺 混凝土結(jié)構(gòu)
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U443.22
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACTS5-11
• 第一章 緒論11-21
• 1.1 引言11
• 1.2 深梁理論11-13
• 1.3 深梁構(gòu)件常用配筋設(shè)計方法綜述13-17
• 1.4 國內(nèi)深梁研究現(xiàn)狀17-18
• 1.5 本文研究目的18-21
• 第二章 混凝土結(jié)構(gòu)中拉壓桿模型的理論研究介紹21-31
• 2.1 拉壓桿模型法理論依據(jù)21-22
• 2.2 橋梁中混凝土結(jié)構(gòu)的分區(qū)22-24
• 2.3 拉壓桿模型組成部分24-26
• 2.4 建立拉壓桿模型的方法步驟26-27
• 2.5 拉壓桿模型發(fā)展及應(yīng)用情況27-31
• 第三章 拉壓桿模型設(shè)計計算步驟31-41
• 3.1 引言31
• 3.2 美國規(guī)范蓋梁拉壓桿模型法31-34
• 3.2.1 建立理想拉壓桿模型計算各桿件受力31
• 3.2.2 檢驗支座處承載面積31-32
• 3.2.3 配置受拉鋼筋32
• 3.2.4 檢驗壓桿承載能力32-34
• 3.2.5 拉桿節(jié)點(diǎn)處錨固34
• 3.2.6 裂縫控制鋼筋34
• 3.3 美國規(guī)范基礎(chǔ)承臺拉壓桿模型法34-39
• 3.3.1 繪制理想三維拉壓桿模型求解桿件受力34-36
• 3.3.2 檢驗節(jié)點(diǎn)處極限應(yīng)力36
• 3.3.3 配置底部受拉鋼筋36-37
• 3.3.4 壓桿承載能力檢驗37-38
• 3.3.5 拉桿錨固長度檢驗38-39
• 3.3.6 檢查配筋構(gòu)造要求繪制配筋圖39
• 3.4 中美規(guī)范參數(shù)對比分析39-41
• 第四章 蓋梁實例數(shù)據(jù)處理分析41-57
• 4.1 引言41
• 4.2 蓋梁計算實例41-43
• 4.2.1 雙柱墩式蓋梁工程實例數(shù)據(jù)41-42
• 4.2.2 單柱墩式蓋梁工程實例數(shù)據(jù)42-43
• 4.3 利用ABAQUS分析混凝土應(yīng)力分布43-49
• 4.3.1 混凝土本構(gòu)關(guān)系模型44-46
• 4.3.2 單元選取46-47
• 4.3.3 網(wǎng)格劃分47
• 4.3.4 加載方式及邊界條件47-48
• 4.3.5 有限元求解法48
• 4.3.6 最大主應(yīng)力云圖輸出48-49
• 4.4 蓋梁實例拉壓桿模型法配筋設(shè)計49-57
• 4.4.1 雙柱墩式蓋梁拉壓桿模型法配筋設(shè)計49-54
• 4.4.2 單柱墩式蓋梁拉壓桿模型法配筋設(shè)計54-57
• 第五章 承臺實例數(shù)據(jù)處理分析57-67
• 5.1 引言57
• 5.2 承臺工程實例數(shù)據(jù)57-58
• 5.3 利用ABAQUS分析承臺混凝土應(yīng)力分布58-60
• 5.4 承臺工程實例拉壓桿模型法配筋設(shè)計60-67
• 5.4.1 繪制承臺理想拉壓桿模型及求解桿件受力60-61
• 5.4.2 檢驗節(jié)點(diǎn)處極限應(yīng)力61-62
• 5.4.3 配置承臺底部受拉鋼筋62-63
• 5.4.4 承臺壓桿承載能力檢驗63-64
• 5.4.5 檢驗受拉桿的錨固長度64-65
• 5.4.6 確定埋置鋼筋埋置長度繪制配筋圖65-67
• 第六章 結(jié)果論證分析67-81
• 6.1 引言67
• 6.2 利用ABAQUS模擬論證拉壓桿模型配筋法合理性67-69
• 6.2.1 鋼筋材料本構(gòu)關(guān)系模型67-68
• 6.2.2 鋼筋嵌入68-69
• 6.2.3 單元選取、網(wǎng)格劃分以、加載方式、邊界條件69
• 6.3 模擬結(jié)果與計算結(jié)果對比分析69-77
• 6.3.1 鋼筋混凝土構(gòu)件整體變形情況69-70
• 6.3.2 混凝土應(yīng)力狀態(tài)分析70-72
• 6.3.3 鋼筋應(yīng)力與屈服狀態(tài)分析72-77
• 6.4 鋼筋使用量對比分析77-81
• 第七章 結(jié)論與展望81-85
• 7.1 結(jié)論81-82
• 7.2 展望82-85
• 參考文獻(xiàn)85-91
• 致謝91-93
• 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項目和發(fā)表的學(xué)術(shù)論文93

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本文編號：935225