基于STM模型鋼筋混凝土開洞深梁的設計及有限元分析.pdf

1、深梁作為現代鋼筋混凝土結構中的重要構件，以其獨特的承載能力在建筑結構中得到廣泛的應用。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，在混凝土結構設計規(guī)范中均推薦使用STM(strut-and-tie Model)模型方法進行設計。國內混凝土結構設計規(guī)范在附錄G中有專門的規(guī)定對深梁進行設計，但是該設計方法使用的是基于普通梁的分析方法，采用經驗公式進行設計。按照國內規(guī)范設計

2、的普通深梁（無開洞、受荷簡單）其安全性能得到保障。對于鋼筋混凝土開洞深梁這種復雜受力機理的構件，目前為止國內規(guī)范沒有相關的條文可以參考使用，屬于規(guī)范空白區(qū)。因此，需要探究一種科學合理的設計方法，對鋼筋混凝土開洞深梁進行設計。目前對于鋼筋混凝土深梁基于STM模型的設計進行的研究較多，但是對于鋼筋混凝土開洞深梁的研究還很少，針對以上情況，本文主要做了如下工作：
　?。?）詳細對比分析了美國《混凝土結構設計規(guī)范》(ACI318-11)附

3、錄A中關于STM模型的設計方法，和我國《混凝土結構設計規(guī)范》(GB50010-2010)附錄G中關于深梁的設計方法。
　?。?）利用雙向漸進結構優(yōu)化法(BESO)對鋼筋混凝土開洞深梁進行拓撲優(yōu)化，通過對若干實例的分析，總結出利用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。
　?。?）對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《混凝土結構設計規(guī)范》(ACI