混凝土橋梁D區(qū)的力流傳遞機(jī)制及參數(shù)化設(shè)計(jì)理論.pdf

1、混凝土結(jié)構(gòu)中的應(yīng)力擾動(dòng)區(qū)（D區(qū)）是指截面應(yīng)變不符合平截面假定的區(qū)域，一般位于集中力作用點(diǎn)附近或幾何尺寸突變部位。在當(dāng)前的橋梁工程實(shí)踐中，普遍面臨著D區(qū)裂縫病害頻發(fā)而設(shè)計(jì)依據(jù)不足的技術(shù)挑戰(zhàn)。只有深入認(rèn)識(shí)D區(qū)內(nèi)部的傳力機(jī)理，才能建立較為理性的設(shè)計(jì)方法。
　　本文通過傳力機(jī)制試驗(yàn)研究、拉壓桿模型理論研究和力流線模型理論研究，深入揭示了多類典型D區(qū)內(nèi)部的力流傳遞機(jī)制，為混凝土橋梁結(jié)構(gòu)D區(qū)的設(shè)計(jì)提供了科學(xué)依據(jù)和參數(shù)化設(shè)計(jì)方法。主要研究工作包

2、括:
　　(1)通過開展小剪跨比加載RC梁和U形鋼筋搭接接縫的試驗(yàn)，分別研究了“直接力流”和“迂回力流”兩種基本力流傳遞機(jī)制。
　　(2)深入研究了拉壓桿模型的最小應(yīng)變能建立準(zhǔn)則，提出了尋找拉壓桿模型最優(yōu)參數(shù)化構(gòu)形的一整套策略，據(jù)此定量揭示了集中力在深梁、端部錨固區(qū)、中間錨固區(qū)和橫梁錨固區(qū)內(nèi)的力流傳遞特征。
　　(3)提出了拉壓桿模型的最大強(qiáng)度建立準(zhǔn)則，并據(jù)此得到了一些重要的推論:針對(duì)小剪跨受力區(qū)域，從理論上推導(dǎo)了“拱

3、模型”和“桁架模型”兩種機(jī)制作用比例的計(jì)算公式;針對(duì)RC淺梁，推導(dǎo)了變角桁架模型中斜壓桿傾角這一關(guān)鍵參數(shù)，并得到了形式簡(jiǎn)潔且計(jì)算精度較好的抗剪強(qiáng)度簡(jiǎn)化計(jì)算公式。
　　(4)發(fā)展了用于D區(qū)簡(jiǎn)化分析的力流線模型，具有物理意義明確、便于解析計(jì)算兩大特點(diǎn)。力流線模型是由從連續(xù)體內(nèi)抽象出的等值力流線所構(gòu)成的，用以反映結(jié)構(gòu)內(nèi)部的荷載傳遞路徑，且其沿線的幾何信息能夠定量表達(dá)結(jié)構(gòu)關(guān)鍵截面的彈性應(yīng)力分布。
　　(5)針對(duì)端部錨固區(qū)、深梁和牛腿