基于STM模型鋼筋混凝土開洞深梁的設(shè)計(jì)及有限元分析.pdf

1、深梁作為現(xiàn)代鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的重要構(gòu)件，以其獨(dú)特的承載能力在建筑結(jié)構(gòu)中得到廣泛的應(yīng)用。由于深梁跨高比較小不符合平截面假定，普通梁的正截面和斜截面承載力理論不再適用于深梁，國外如美國、歐洲和澳大利亞等，在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中均推薦使用STM(strut-and-tie Model)模型方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。國內(nèi)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范在附錄G中有專門的規(guī)定對(duì)深梁進(jìn)行設(shè)計(jì)，但是該設(shè)計(jì)方法使用的是基于普通梁的分析方法，采用經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行設(shè)計(jì)。按照國內(nèi)規(guī)范設(shè)計(jì)

2、的普通深梁（無開洞、受荷簡單）其安全性能得到保障。對(duì)于鋼筋混凝土開洞深梁這種復(fù)雜受力機(jī)理的構(gòu)件，目前為止國內(nèi)規(guī)范沒有相關(guān)的條文可以參考使用，屬于規(guī)范空白區(qū)。因此，需要探究一種科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方法，對(duì)鋼筋混凝土開洞深梁進(jìn)行設(shè)計(jì)。目前對(duì)于鋼筋混凝土深梁基于STM模型的設(shè)計(jì)進(jìn)行的研究較多，但是對(duì)于鋼筋混凝土開洞深梁的研究還很少，針對(duì)以上情況，本文主要做了如下工作：
　　（1）詳細(xì)對(duì)比分析了美國《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(ACI318-11)附

3、錄A中關(guān)于STM模型的設(shè)計(jì)方法，和我國《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010-2010)附錄G中關(guān)于深梁的設(shè)計(jì)方法。
　?。?）利用雙向漸進(jìn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化法(BESO)對(duì)鋼筋混凝土開洞深梁進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化，通過對(duì)若干實(shí)例的分析，總結(jié)出利用BESO優(yōu)化法建立鋼筋混凝土開洞深梁STM模型的原則和方法，并給出深梁開洞位置、大小、等的限制與建議。
　　（3）對(duì)一鋼筋混凝土開洞簡支深梁，在集中荷載作用下分別采用美國《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(ACI