混凝土橋梁D區(qū)的力流傳遞機制及參數(shù)化設計理論.pdf

1、混凝土結構中的應力擾動區(qū)（D區(qū)）是指截面應變不符合平截面假定的區(qū)域，一般位于集中力作用點附近或幾何尺寸突變部位。在當前的橋梁工程實踐中，普遍面臨著D區(qū)裂縫病害頻發(fā)而設計依據(jù)不足的技術挑戰(zhàn)。只有深入認識D區(qū)內(nèi)部的傳力機理，才能建立較為理性的設計方法。
　　本文通過傳力機制試驗研究、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)部的力流傳遞機制，為混凝土橋梁結構D區(qū)的設計提供了科學依據(jù)和參數(shù)化設計方法。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，分別研究了“直接力流”和“迂回力流”兩種基本力流傳遞機制。
　　(2)深入研究了拉壓桿模型的最小應變能建立準則，提出了尋找拉壓桿模型最優(yōu)參數(shù)化構形的一整套策略，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度建立準則，并據(jù)此得到了一些重要的推論:針對小剪跨受力區(qū)域，從理論上推導了“拱

3、模型”和“桁架模型”兩種機制作用比例的計算公式;針對RC淺梁，推導了變角桁架模型中斜壓桿傾角這一關鍵參數(shù)，并得到了形式簡潔且計算精度較好的抗剪強度簡化計算公式。
　　(4)發(fā)展了用于D區(qū)簡化分析的力流線模型，具有物理意義明確、便于解析計算兩大特點。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成的，用以反映結構內(nèi)部的荷載傳遞路徑，且其沿線的幾何信息能夠定量表達結構關鍵截面的彈性應力分布。
　　(5)針對端部錨固區(qū)、深梁和牛腿