压杆-拉杆模型在混凝土结构设计中的应用
压杆-拉杆模型在混凝土结构设计中的应用
在现今工程结构设计中，压杆-拉杆方式组件得到了较多的应用，其不仅是对结构修复、评估的重要工具，也能够在对承载能力进行评估的同时实现加固方案的制定。对此，即需要能够做好该技术重点的把握，将其更好的应用到工程建设当中。
2 加固工程中压杆-拉杆模型应用
在混凝土构件分析中，压杆-拉杆的应用方式有以下方面：第一，对结构扰乱区域边界进行确定，并对其边界区域应力进行分析；第二，将扰乱区域结构理想化为铰接桁架，对于该结构来说，其需要具有混凝土压杆工作开展中对于钢筋布置、尺寸以及细节等方面的规定；第三，对模型进行分析，以此对该模型中不同杆件的力进行确定；第四，在获得分析结果的基础上对模型中不同杆件的承载能力进行校核；第五，对钢筋细节以及节点区进行设计，以此保证钢筋具有足够的细节以及锚固长度，避免碎裂情况发生。
在很多工程中，其都通过对压杆-拉杆模型的应用对反复迭代的过程进行设计，其具体情况为：在对钢筋结构进行评估，使其拥挤程度以及钢筋用量都处于最小值时，迭代可以说是必须的一项内容，对于压杆-拉杆模型来说，其在实际进行分析处理时是按照单个荷载情况进行的。对此，在实际对程序进行设计时，就需要先做好其荷载控制情况的设计。对于上述方式来说，在对新结构赶紧进行处理时较为适当，而在修复以及加固工作中，应用方式则相对来说更为复杂，在很多情况下，我们可以按照新设计的方式对该类工程进行分析，但需要了解的是，修复同加固工程相比还具有着较多的不同之处。复杂性方面，在加固工程中对压杆-拉杆模型机型应用主要在结构承载能力评估方面存在一定的难度，而对于该种评估来说，在对加固数量进行确定时可以说是十分必要的，即在对实际结构强度进行评估的基础上包括有材料截面以及强度的几何尺寸确认。在很多情况下，在分析时也需要对由于腐蚀损害而引起的承载力损失进行充分估计，其中包括有混凝土截面以及钢筋截面损失等，可以说，对现有强度进行精确估计在对加固费用的降低方面具有十分积极的意义。
在对现有结构强度评估工作完成之后，则需要对加固同原有结构间力的分配进行计算，在这部分结构件对作用力传递设施进行设置的同时保证加固完成后结构能够具有较好的整体性。对于这部分传力作用来说，可以通过适当机械传力部件的设置进行完成，并保证不同结构间在位移方面能够具有良好的相容性。这对于结构组合性能的获得具有十分积极的意义，而在部分应用中，结构镶裹对组合性能进行获得也可以说是必需的一项内容。而如果原结构具有较为严重的腐蚀情况，在对修复方案进行制定时则需要将腐蚀情况的减少作为一项重点问题进行考虑，此时可以对下述措施进行考虑：第一，对受到氯离子污染的混凝土进行清除，并将暴露钢筋修饰物进行清除；第二，通过防腐剂的施加对继续发生的腐蚀情况进行减少；第三，做好细节方面设计，避免腐蚀介质进入到修复完成的区域当中；第四，对水源进行清除，如排水管道以及伸缩缝的渗漏等。
3 应用实例
某城市桥梁，为早期混凝土结构的代表工程，通过非结构性就地灌注拱方式的应用同附近的一座拱桥进行匹配。端部方面具有缺口，支承在端部进行搭接，并同阶段悬臂梁实现衔接，以此使结构由于在长期处于氯化物以及水分环境当中而出现了较为明显的腐蚀现象。通过腐蚀试验发现，无论是后张力锚固还是软钢筋都出现了严重的局部腐蚀情况。在后张力筋部件受到腐蚀影响的情况下，对结构整体性方面也具有了一定的担忧，并通过挠曲模型的应用对托臂强度进行评估，通过这部分验算可以了解到，其不存在立即被破坏的危险，但根据其情况依然需要进行加固处理。在托壁区域，不能够对后张力及整体性进行评估，对于该种状态无法评估的情况来说，很可能因托壁截面近乎正方形导致的，并排除了以冲击回波方式对其空隙位置进行测定的需求。而在托壁以外的区域，也通过冲击回波试验方式的应用对管道压浆方式存在的缺点进行了探析，通过试验方式的应用，对管道空隙位置进行确定及重新压降，而这也具有了对管道钢筋状态进行检查的机会，梁内钢筋状态的确定容许将修复部分的荷载分配回到现有结构，即通过部分荷载的科学分配对结构截面的承载力作出了保证。
具体加固工作中，其方案即将原有结构托壁完全在新的混凝土鞍座当中包裹，当原有包裹容许托壁失效时，加固部分则将对荷载进行直接承担。而由于原有结构在厚度以及形状方面特点的存在，经过多方面的比较以及分析，压杆-拉杆成为了对加固部分进行模拟的最好方式。首先，对被设想为将托臂反力传入悬臂梁的压杆-拉杆模型进行建立。并在两处细节位置通过焊接钢板的应用保证钢筋能力能够获得充分的应用于发展。而为了能够对节点区进行更好的分析，则在模型中对节点区进行了设置，该区域冗余应力为节点去杆件类型函数，并根据钢筋可用的几何尺寸以及布置情况对节点宽度进行确定。在该工程中，由于现场具有2根拉杆，对此，区域容许应力则需要被限制在混凝土抗压强度的40%以内。而如果该区域具有较多数量的压杆，该容许应力则可以提升的抗压强度的60%，通过该种设置方式的应用，则能够保证节点区能够在对集合限制进行满足的同时对应力限值进行了满足。而除了对修补部分进行细节方面的处理之外，也需要做好荷载向原有结构的传递，利用偏心加载托臂相似性以及剪力摩擦的应用对荷载进入原截面的重分配进行实现，由于修补部分有相对大的厚度，在其外表面又增设了附加的收缩和温度钢筋以控制裂缝。
4 结束语
压杆-拉杆模型在现今工程加固方案中具有十分重要的作用。在上文中，我们对压杆-拉杆模型在混凝土结构设计中的应用进行了一定的研究，需要在实际工作中做好应用重点的把握。
参考文献：
[1]刘晓群，邹欣，范虹.基于并行云计算模式的建筑结构设计[J].电子技术应用，2011（10）.
[2]魏范阳.建筑结构设计中应注意的问题浅析[J].科技致富向导.2011（12）.
钢筋混凝土受弯构件斜截面的三种破坏形态及防止措施
钢筋混凝土受弯构件是建筑结构中常见的一种构件类型，其在受外力作用下会产生不同的破坏形态。为了确保建筑结构的安全和稳定，必须对钢筋混凝土受弯构件的破坏形态进行深入了解，并采取相应的防止措施。本文将针对钢筋混凝土受弯构件的斜截面破坏形态，详细介绍三种常见的破坏形态及相应的防止措施。
一、压杆破坏形态及防止措施
1.1 压杆破坏形态
压杆破坏是指在受弯构件受力情况下，混凝土出现压碎破坏，通常表现为压浆区压碎破坏、混凝土冲切破坏或者沿对角受压区拉出裂缝。
1.2 防止措施
为了防止压杆破坏形态的出现，可以采取以下措施：
- 增加受压区混凝土的合理尺寸和横截面尺寸，提高受压区的抗压能力；
- 采用足够的箍筋对受压区进行约束，增加混凝土的受压承载能力；
- 适当增加受拉区的受压构件，增加抗压构件的抗压承载能力。
二、拉杆破坏形态及防止措施
2.1 拉杆破坏形态
拉杆破坏是指在受弯构件受力情况下，受拉钢筋或者混凝土出现拉伸破坏，通常表现为受拉钢筋屈服、拉断或者混凝土拉裂。
2.2 防止措施
为了防止拉杆破坏形态的出现，可以采取以下措施：
- 增加受拉区钢筋的截面积和数量，提高受拉钢筋的抗拉承载能力；
- 采用足够的箍筋对受拉区进行约束，增加混凝土的受拉承载能力；
- 采用高强度的混凝土，增加受拉区混凝土的抗拉承载能力。
三、双杆破坏形态及防止措施
3.1 双杆破坏形态
双杆破坏是指受弯构件同时出现压杆破坏和拉杆破坏，通常表现为受压区和受拉区同时出现破坏，可能造成构件的整体破坏。
3.2 防止措施
为了防止双杆破坏形态的出现，可以采取以下措施：
- 综合考虑受压区和受拉区的抗压和抗拉能力，合理设计构件尺寸和配筋；
- 采用合适的受拉钢筋和箍筋，提高受拉区的抗拉承载能力；
- 强化构件的延性，降低构件发生双杆破坏的可能性。
总结
钢筋混凝土受弯构件的斜截面破坏形态主要包括压杆破坏、拉杆破坏和双杆破坏。为了有效防止这些破坏形态的出现，需要在设计和施工过程中充分考虑受压区和受拉区的受力特点，合理设计构件尺寸和配筋，采用适当的材料和技术措施，确保构件在受力情况下具有良好的抗压和抗拉性能。只有这样，才能保证钢筋混凝土受弯构件在使用过程中能够安全稳定地工作。钢筋混凝土受弯构件的斜截面破坏形态及防止措施，是设计和施工中的重要命题。为了更好地保障建筑结构的安全稳定，我们需要对钢筋混凝土受弯构件的破坏形态及防止措施进行更详细的探讨和探索。
混凝土拉压杆模型最小拉压杆夹角取值范围研究
２０卷第４期 石家庄铁道学院学报（自然科学版） ｖ。１．２０ Ｎｏ．４
２００７年１ ２月ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＳＨＩＪＩＡＺＨＵＡＮＧ ＲＡＩＬＷＡＹ ＩＮＳＴＩＴＵＴＥ（ＮＡＴＵＲＡＬ ＳＣＩＥＮＣＥ）Ｄ。。．２００７
混凝土拉压杆模型最小拉压杆夹角取值范围研究
张文学 ， 龙佩恒 ， 李建中
（１．交通部规划研究院，北京 １０００２９；２．北京建筑工程学院土木与交通工程学院，北京 １０００４４；
３．同济大学桥梁工程系，上海２０００９２）
摘要：混凝土深梁抗剪设计和应力非规则区设计一直是工程界的难题，目前普遍认为拉一压
杆模型法是设计混凝土深梁和应力非规则区比较有效的方法之一，已经被多国规范所采纳。虽
然各规范都认识到拉、压杆之间的夹角取值对设计和验算结果的影响，并对此做了相应的规定，
但都没有明确地将腹板的配筋率，腹板钢筋的屈服强度和混凝土的极限抗压强度等因素联系起
来，因此有必要对此做进一步深入的研究。通过控制腹板钢筋屈服先于混凝土压杆的破坏，防
止结构发生脆性破坏为条件，推导了拉、压杆之间最小夹角与腹板的配筋率，腹板钢筋的屈服强
度和混凝土的极限抗压强度等因素之间的关系表达式，得到了一些有意义的结论。
关键词：深梁，拉一压杆，节点，拉压杆间夹角，延性破坏，脆性破坏
中图分类号：ＴＵ３１３；ＴＵ３７５ 文献标识码：Ａ文章编号：１６７４—０３００（２００７）０４—００３６—０４
１ 引言
混凝土深梁抗剪设计和应力非规则区域设计一直是工程界的难题¨ ，随着有限元技术的发展，产生
了以有限元分析为基础的拉一压杆（Ｓｔｒｕｔ—ａｎｄ—Ｔｉｅ）设计理论，该理论将外力在结构内的传递通过简单的拉一
压杆模型来模拟。在混凝土结构在开裂之前，荷载在结构内部进行传递时会形成一系列主压应力流和主
拉应力流，钢筋混凝土开裂后主压应力由混凝土承担，称之为压杆（Ｓｔｒｕｔ）；而主拉应力由钢筋承担，称之
为拉杆（Ｔｉｅ）；主要拉杆和压杆的交汇区用结点（Ｎｏｄｅ）来模拟。从而建立一个替代原结构的拉．压杆模
结构受扰区的拉压杆模型设计法
第２７卷第２期 ２００７年５月 桂林工学院学报 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｇｕｉｌｉｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｖｏ１．２７ Ｎｏ．２ Ｍａｙ ２００７ 文章编号：１００６—５４４Ｘ（２００７）０２—０２０４—０４ 结构受扰区的拉压杆模型设计法 李传习 ，卢春玲 （１．长沙理工大学桥梁与结构工程学院，长沙４１００７６；２．桂林工学院土木工程系，广西桂林５４１００４） 摘要：介绍了拉压杆模型法的发展、模型建立的步骤和３种建立拉压杆模型的方法，还介绍了美国 ＡＣＩ ３１８—０５规范中关于压杆内力、承载力及有效面积的确定方法、杆件及结点的强度检验公式． 关键词：混凝土结构；设计方法；拉压杆模型 中图分类号：ＴＵ３１８．１ 文献标志码：Ａ 拉一压杆模型被认为是混凝土构件受扰区域 （应变分布复杂的那部分区域）设计的一种基本方 法．钢筋混凝土结构在出现大量裂缝后，作用在 结构上的荷载将主要由混凝土条带和钢筋来承受， 这就形成了荷载在结构内部传递机理．钢筋混凝 土构件被理想化为一种由混凝土压杆和钢筋拉杆 组成的类似桁架的结构，这些拉杆和压杆象征在 混凝土构件中实际荷载的传力机制和支撑情况． 建立拉压杆模型来研究荷载、反力、混凝土压杆 和钢筋拉杆中的内部力之间的平衡，通过结点平 衡条件求出各杆件内部的作用力，然后反算出拉 杆所需钢筋的数量并验证混凝土压杆及结点是否 在规定的应力范围内，以确保结构的安全． １ 拉压杆模型的发展情况 拉压杆理论是从桁架模型发展而来的，带４５。 斜压杆的桁架模型最早是在１８９９年由Ｒｉｔｔｅｒ在钢 筋混凝土梁受剪设计分析中提出的 ］，后来Ｍｏｒ－ ｓｃｈ发展了桁架模型＿２ｊ，将其应用在钢筋混凝土受 扭构件的设计中．但是，桁架模型得到深入的研 究是在上世纪６０～７０年代．Ｃｏｌｌｉｎｓ和Ｍｉｔｃｈｅｌｌ提 出了考虑变形的桁架模型设计钢筋混凝土和预应 力混凝土结构 ．从梁的桁架模型概括而来、可 以用来设计混凝土结构的受扰区域拉压杆模型是 由Ｍａｒｔｉ在１９８５年提出的．Ｓｃｈｌａｉｃｈ在１９８７和 １９９１年发展了桁架模型，对混凝土结构的任一部 分可以用统一的拉压杆模型进行设计 ．Ｒａｍｉｒｅｚ 和Ｂｒｅｅｎ在１９９１年提出了多种倾角斜杆和考虑混 凝土对钢筋的贡献的修正桁架模型，用来设计钢 筋和预应力钢筋混凝土梁 ． 拉压杆模型运用初期，主要是钢筋混凝土深 梁、牛腿和缺口梁的配筋设计．随着拉压杆模型 运用范围越来越广，用到了开洞深梁 、高桩承 台 、开洞剪力墙 、开洞缺口梁 、变截面混 凝土梁 等的配筋设计． 拉压杆理论除了可以进行配筋设计外，还可 以进行节点区的裂缝宽度预测 、体外预应力混 凝土梁¨ 、小高跨比连梁 的承载力预测；预应 力混凝土深粱 、钢筋混凝土深梁抗剪强度的预 测 ］。以及碳纤维包裹混凝土构件抗剪设计中 碳纤维用量和包裹层数的确定 ． 随着拉压杆理论的成熟和在结构受扰区设计 中越来越多的运用，各国把它写进了规范．它们分 别是加拿大混凝土设计规范（ＣＡＮ３一Ａ２３．３一 Ｍ８４８４，ＣＳＡ Ａ２３．３—９４）；美国州际公路和交通运 输协会（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｔａｔｅ Ｈｉｇｈｗａｙ ａｎｄ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ）ＬＲＦＤ桥梁规范（１９９４，１９９８）；美国 混凝土协会的混凝土结构设计规范（ＡＣＩ ３１８—０２， ＡＣＩ ３１８—０５），ＣＥＢ—ＦＩＰ １９９０模式规范（１９９３）； 欧洲混凝土规范（２００１）． 收稿日期：２００６—０４—０７ 基金项目：西部交通建设科技项目（２００４３１８８２２１４） 作者简介：李传习（１９６３一），男，博士，教授。桥梁工程专业．Ｅ—ｍａｉｌ：ｌｉｅｈｕａｎｘｉ２＠１６３．ｃｏｒｎ
桥墩墩身模板拉杆在施工中的应用分析
桥墩墩身模板拉杆在施工中的应用分析
发表时间：2018-08-06T13:47:10.170Z 来源：《基层建设》2018年第17期 作者： 苏东峰
[导读] 摘要：本文重点介绍了山西中南部铁路通道桥梁工程无拉杆模板技术在墩身施工中的应用，通过无拉杆墩身模板的应用，较好的解决了墩身混凝土外观质量问题，提高了经济效益，在施工中达到了预期的效果。
中铁十四局集团第一工程发展有限公司 山东日照 276800
摘要：本文重点介绍了山西中南部铁路通道桥梁工程无拉杆模板技术在墩身施工中的应用，通过无拉杆墩身模板的应用，较好的解决了墩身混凝土外观质量问题，提高了经济效益，在施工中达到了预期的效果。
关键词：桥墩墩身模板；拉杆；施工；应用分析
1、概述
目前铁路施工时常用的墩身模板类型主要有：有拉杆式模板和无拉杆式模板，若采用有拉杆模板，墩身模板每节由2块平板和2块圆弧板组成，采用3条螺栓穿砼对拉的方式。模板为面板加纵横肋组合结构，一般将横肋作为主要受力结构。若采用无拉杆模板，则墩身模板采
用起桁架的方式，组成方式仍为每节2块平板和2块圆弧板。模板构造除必要的面板及纵横肋以外，还需设置桁架结构，以此来作为主要的
受力结构。
1.1有拉杆式模板
有拉杆式模板采用对拉杆作为模板的主要受力结构，模板分为平板和圆弧板，平板面板采用8mm钢板；竖向背肋采用10#槽钢，间距约300mm；横向对拉肋用2*22#槽钢，间距约1000mm，连接边采用厚12*100带钢和10#角钢。圆弧板面板采用厚8钢板，附面板肋用8#槽
钢，圆弧肋用8#槽钢，穿砼对拉螺栓采用M32。
以上为直坡墩柱有拉杆方案图，墩身每节有2块平板和2块圆弧板组成，采用3条螺栓穿砼对拉的方式。
1.2 墩身荷载验算
采用内部振捣器时新浇筑混凝土的侧压力标准值，可按照以下两个公式计算，取最小值：
F=0.22rct0ß2v0.5或F=rch
公式中F——新浇注混凝土对模板侧面的最大压力；
杆的模型应用及受力情况分析
杆的模型应用及受力情况分析
杆是工程力学中常见的基础构件，广泛应用于各种工程项目中，如建筑物、桥梁、车辆、机器等。杆的受力情况和杆的模型应用是杆的设计和分析中的重要内容。下面将就杆的模型应用及受力情况分析进行探讨。
一、杆的模型应用
1. 一般情况下，杆被抽象为一条直线，称为杆轴线，以该轴线为坐标系建立空间或平面力学模型。
2. 杆的长度和横截面的尺寸对其受力情况影响巨大，如果杆体弯曲变形不大，可以视为刚性杆。
3. 杆的截面形状和尺寸的选取对于杆的受力和稳定性等也有很大的影响。
4. 杆的实物材料、尺寸、质量等属性都可以影响其应力分布和受力情况，和杆的设计、制造和使用等密切相关。
1. 杆的受力系统
任何一根杆都必须服从它所受到的一整套受力系统，包括作用于杆上的轴力、剪力、弯矩和扭矩等。这些受力都有其方向、大小和作用点等属性，它们相互作用，共同决定杆的受力情况。
2. 轴力
轴力是指垂直于杆轴线方向的力作用于该杆上，也称拉力或压力。当轴力方向指向杆轴线的一侧，为拉力，反之为压力。轴力的作用点通常是杆的中心部位，其大小随着作用力的方向、大小和杆的截面积等属性而改变。
3. 剪力
剪力是指杆内的横向力作用于其截面上，与杆轴线垂直。剪力的作用点处可引起杆截面产生剪切变形，其大小受到杆内部截面的剪切应力和截面积大小的影响。
4. 弯矩
弯矩是指杆受到的横向力在杆轴线上产生的挠曲矩，引起杆的弯曲变形或挠度。弯矩大小随着作用力的方向、大小和杆的截面惯性矩等因素而变化，其数值与弯曲的曲率成正比。
5. 扭矩 扭矩是指杆的横截面所受到的力矩作用于杆轴线方向时对杆的挠度产生的扭转效应。扭矩大小受到作用力的方向、大小和横截面积及扭转惯性矩等影响。
总之，杆的受力情况需要进行综合分析和计算，以便确定其满足设计和使用要求的安全和稳定性。
不同预应力度简支梁拉压杆模型
第４３卷第５期 ２０１３年９月 东南大学学报（自然科学版）
ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＳＯＵＴＨＥＡＳＴ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ（Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｅｄｉｔｉｏｎ） Ｖｏ１．４３ Ｎｏ．５ Ｓｅｐｔ．２０１３
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ。ｉｓｓｎ．１００１—０５０５．２０１３．０５．０１１
不同预应力度简支梁拉压杆模型
仲济涛 刘 钊
（东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室，南京２１００９６）
摘要：为研究预应力混凝土简支梁的传力路径及其拉压杆模型设计方法，提出一种改进的双向
渐进结构优化算法．按照Ｖｏｎ Ｍｉｓｅｓ应力准则，以单元应变能为结构性能指标，自行编制了单元 生死并行的双向渐进结构拓扑优化程序，实现了混凝土结构拉压杆模型的自动构形．优化程序中 引入单元生长与删除加速度因子，有效防止了无效拓扑的出现．通过把预应力等效为外部荷载，
将寻找预应力混凝土梁拉压杆模型的问题转化为连续结构的拓扑优化问题．在此基础上讨论了 不同预应力度下混凝土简支梁的受力行为并揭示了其合理的力学模型：钢筋混凝土梁可采用桁
架模型，部分预应力梁可采用桁架一拱叠合模型，全预应力梁可采用拱模型或拱一桁叠合模型． 关键词：预应力；简支梁；拉压杆；构形
中图分类号：Ｕ４４１ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００１—０５０５（２０１３）０５－０９６２—０５
Ｓｔｒｕｔ－－ａｎｄ－－ｔｉｅ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｓｉｍｐｌｙ ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ ｂｅａｍｓ
ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｅｒｅｎｔ ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｉｎｇ ｄｅｇｒｅｅ
Ｚｈｏｎｇ Ｊｉｔａｏ Ｌｉｕ Ｚｈａｏ
（Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ ａｎｄ Ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｏｆ Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｓｏｕｔｈｅａｓｔ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ ２１００９６，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅ ｔｈｅ ｌｏａｄ ｐａｔｈ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｔｒｕｔ—ａｎｄ—ｔｉｅ ｍｏｄｅｌｓ（ＳＴＭ）ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ ｃｏｎ— ｃｒｅｔｅ ｓｉｍｐｌｙ ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ ｂｅａｍ，ａｎ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ａｐｐｒｏａｃｈ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｂｉ—ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎａｒｙ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ（ＢＥＳＯ）ｉｓ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ Ｖｏｎ Ｍｉｓｅｓ ｓｔｒｅｓｓ ｃｒｉｔｅｒｉｏｎ，ａ ｐｒｏｇｒａｍｍｅｄ ｐｒｏ— ｃｅｄｕｒｅ ｏｎ ＢＥＳＯ ｉｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｒｅａｌｉｚｅ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ＳＴＭ ｆｏｒ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ，ｉｎ ｗｈｉｃｈ ｔｗｏ ａｃｃｅｌｅｒａｔｅ ｆａｃｔｏｒｓ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｔｏ ｐｒｅｖｅｎｔ ｉｎｖａｌｉｄ ｔｏｐｏｌｏｇｙ ｐｒｏｃｅｓｓ．Ｔｈｅ ｓｅａｒｃｈｉｎｇ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ ｆｏｒ ＳＴＭ ｏｆ ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｂｅａｍｓ ｉｓ ｃｏｎｖｅｒｔｅｄ ｉｎｔｏ ｔｈｅ ｔｏｐｏｌｏｇｙ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆ ｅｌａｓｔｉｃ ｃｏｎｔｉｎｕｕｍ．Ｔｈｅｎ，ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｂｅｈａｖｉｏｒｓ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｓｉｍｐｌｙ ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ ｂｅａｍ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｄｅｇｒｅｅｓ ｏｆ ｐｒｅｓｔｒｅｓｓ ａｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｍｏｄｅｌｓ ａｒｅ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ；ｔｈａｔ ｉｓ，ｔｈｅ ｔｒｕｓｓ ｍｏｄｅｌ ｃａｎ ｂｅ ａｄｏｐｔｅｄ ｉｎ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｂｅａｍｓ，ｔｈｅ ｔｒｕｓｓ—ａｒｃｈ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｍｏｄｅｌ ｆｏｒ ｐａｒｔｉａｌｌｙ ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｂｅａｍｓ，ａｎｄ ｔｈｅ ａｒｃｈ ｍｏｄｅｌ ｏｒ ｔｈｅ ａｒｃｈ—ｔｒｕｓｓ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｍｏｄｅｌ ｆｏｒ ｆｕｌｌｙ ｐｒｅｓ－ ｔｒｅｓｓｅｄ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｂｅａｍｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｐｒｅｓｔｒｅｓｓ；ｓｉｍｐｌｙ ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ ｂｅａｍ；ｓｔｒｕｔ—ａｎｄ—ｔｉｅ ｍｏｄｅｌ；ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ
拉压杆模型设计方法
拉压杆模型设计方法
发表时间：2019-08-01T08:48:25.763Z 来源：《建筑细部》2018年第27期 作者： 陈志文
[导读] 本文结合桥梁工程中桥墩盖梁施工的实际情况，对拉压杆模型的设计方法以及实际运用进行了简单的概括，旨在为同类型项目提供参考。
中设设计集团股份有限公司 江苏南京 210014
摘要：本文结合桥梁工程中桥墩盖梁施工的实际情况，对拉压杆模型的设计方法以及实际运用进行了简单的概括，旨在为同类型项目提供参考。
关键词：桥梁；拉压杆模型；运用
1拉压杆模型设计方法
最为理想的拉压杆模型能够较好的体现出桥墩盖梁中力的走向情况。在模型中，其受拉杆件以实线来表示，受压杆件则采用虚线来表示。在对其节点进行设置过程中，上部直接受垂直集中荷载的节点必须对其盖梁的自重进行充分考虑[1]。在盖梁上表面节点部位设置一个
相应的集中荷载作用处，而在桥墩形心部位设置下表面的节点，再通过对其实际的距离进行测量，即可实现对节点数量的有效增加，结合
应力应变图即可了解，在模型的杆件以及节点通常情况下是将盖梁跨中作为轴线来实现对称分布[2]。
在对拉压杆模型进行建立之后，针对其实施相应的计算分析，主要分析内容包括五点，分别为：（1）明确受拉钢筋情况，主要包括顶部受拉的箍筋以及钢筋；（2）对荷载所对应的承载面积进行明确，从而明确给定的支座部位受力面积是否能够达到相应要求；（3）对拉
杆节点部位的锚固情况合理性进行检验；（4）对杆件的承载能力进行检验；（5）明确裂缝控制钢筋[3]。
在完成计算之后，若计算结果与相关规定相符合，那么就能够完成盖梁的钢筋分布图的绘制。
2拉压杆模型设计的实际运用
2.1原始数据的分析与处理
图1 盖梁基本尺寸示意图（单位：mm）
2.2绘制拉压杆模型计算杆件受力图
运用ABAQUS软件对其应力-应变结果做出相应的设置处理，并通过对节点进行相应的设置，即可完成对拉压杆模型的设计，具体见图
深梁配筋设计的拉压杆模型法
第３６卷第７期 ２０１３年７月 合肥工业大学学报（自然科学版） ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＨＥＦＥＩ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ ＯＦ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ Ｖｏ１．３６ Ｎｏ．７ Ｊｕ１．２０１３
深梁配筋设计的拉压杆模型法
王成刚
（合肥工业大学土木与水利工程学院，安徽合肥２３０００９）
摘要：３ｃ章介绍了拉压杆模型法的设计原理及具体步骤，并以深梁为例采用拉压杆模型法进行了具体设 计，将设计结果与我国规范方法的计算结果进行比较分析可知，２种方法得到的配筋结果比较一致，拉压杆模 型法设计方法理论依据更为合理，设计思路十分清晰，是一种简便有效的混凝土结构新的设计方法。 关键词：深梁；配筋；设计方法；拉压杆模型 中图分类号：ＴＵ３１８．１ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００３—５０６０（２０１３）０７—０８４１—０４
Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｄｅｅｐ ｂｅａｍ ｂｙ ｓｔｒｕｔ－ａｎｄ－ｔｉｅ ｍｏｄｅｌ ｍｅｔｈｏｄ
ＷＡＮＧ Ｃｈｅｎｇ－ｇａｎｇ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｃｉｖｉｌ ａｎｄ Ｈｙｄｒａｕｌｉｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｅｆｅｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈｅｆｅｉ ２３０００９，Ｃｈｉｎａ）
】ｓｌｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ａｎｄ ｇｅｎｅｒａｌ ｄｅｓｉｇｎ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｒｕｔ－ａｎｄ－ｔｉｅ ｍｏｄｅｌ（ＳＴＭ）ｍｅｔｈｏｄ ａｒｅ ｉｎ—
ｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ａ ｄｅｅｐ ｂｅａｍ ｉｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＳＴＭ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｎａｔｉｏｎａ１ ｃｏｄｅ ｍｅｔｈｏｄ．Ｂｙ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｔｗｏ ｍｅｔｈｏｄｓ，ｉｔ ｉｓ ｓｈｏｗｎ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ ｑｕａｎｔｉｔｙ ｉｓ ｂａｓｉｃａｌｌｙ ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔ．Ｔｈｅ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ
混凝土斜拉桥索塔锚固区预应力设计的拉-压杆模型法
第２４卷第６期 ２００８年１２月 结构工程师 Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ Ｖｏ１．２４，Ｎｏ．６ Ｄｅｅ．２００８
混凝土斜拉桥索塔锚固区预应力设计的
拉一压杆模型法
陶 海 肖汝诚
（１．同济大学建筑设计研究院，上海２０００９２；２．同济大学桥梁工程系，上海２０００９２）
摘要简要论述了拉一压杆模型方法的理论及一般设计过程，推导了基于中国规范的混凝土压杆有
效强度计算公式，并给出了预应力及普通钢筋拉杆的强度计算公式。针对混凝土斜拉桥索塔锚固区预 应力设计，采用拉一压杆模型方法对箱形断面索塔锚固区进行分析，并建立拉一压杆模型，定量设计出 预应力钢束。建立三维实体单元有限元仿真模型对索塔锚固区进行分析，其结果验证了拉一压杆模型 的精度和可靠性。
关键词 混凝土，斜拉桥，索塔锚固区，环向预应力，拉一压杆模型
Ｓｔｒｕｔ ａｎｄ Ｔｉｅ Ｍｏｄｅｌ ｏｆ Ｐｒｅｓｔｒｅｓｓ Ｄｅｓｉｇｎ ｆｏｒ Ｐｙｌｏｎ Ａｎｃｈｏｒ
ｏｆ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ Ｃａｂｌｅ Ｓｔａｙｅｄ Ｂｒｉｄｇｅｓ
ＴＡ０ Ｈａｉ ＸＩＡ０ Ｒｕｃｈｅｎｇ （１．Ｔｈｅ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ Ｄｅｓｉｇｎ＆Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｏｎ￣ｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０００９２，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｂｒｉｄｇｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｔｏｎ￣ｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０００９２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｅ ｓｔｒｕｔ ａｎｄ ｔｉｅ ｍｏｄｅｌ ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ ｇｅｎｅｒａｌ ｄｅｓｉｇｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ｉｎ ｂｒｉｅｆ．Ｔｈｅ ｓｔｒｕｔ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｎｄ ｐｒｅｓｔｒｅｓｓ ｔｉｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｆｏｒｍｕｌａ ａｒｅ ｄｅｄｕｃｅｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ．Ｉｎ ａｌｌｕｓｉｏｎ ｔｏ ｐｒｅｓｔｒｅｓｓ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｐｙｌｏｎ ａｎｃｈｏｒ ｚｏｎｅ ｏｆ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｃａｂｌｅ ｓｔａｙｅｄ ｂｒｉｄｇｅ，ｔｈｅ ｓｔｒｕｔ ａｎｄ ｔｉｅ ｍｏｄｅｌ ｆｏｒ ａｎｃｈｏｒａｇｅ ｚｏｎｅ ｏｆ ｂｏｘ ｓｅｃｔｉｏｎ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｐｙｌｏｎ ｉｓ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．Ｔｈｅ ｐｒｅｓｔｒｅｓｓ ｔｅｎｄｏｎｓ ａｒｅ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｑｕａｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎａｌｌｙ．Ｔｈｅ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ａｎｄ
浅析拉-压杆模型在混凝土结构的应用
２０１１年第１９期 ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ Ｏ建筑与工程。 科技信息
浅析拉一压杆模型在混凝土结构的应用
梁 田
（沈阳铁道勘察设计有限公司 辽宁沈阳 １１００１３）
【摘要】在简要介绍拉一压杆模型特点、建立方法和国内外的应用与研究现状等的基础上，概括分析了拉一压杆模型在国内外的研究发展
趋势。以便更好应用于混凝土结构工程设计。
【关键词】拉一压杆模型；混凝土结构；Ｄ区；设计方法
拉一压模型是混凝土结构构件设计的一种合理的工程设计简化模
型，源于桁架模型。拉一压杆模型在欧美国家已经作为一种混凝土结构
计算方法而广泛应用，在美国规范、加拿大规范和欧洲规范中已将拉一 压杆模型理论作为一种推荐使用的设计方法纳入规范中，而国内对混
凝土结构Ｄ区的配筋计算采用由试验分析及参照以往经验而确定的．
一是误差可能较大，多偏于保守；二是力学概念不清，难于理解，不易
掌握。目前国内研究者对拉一压杆模型理论的关注与研究相对较少，因
而国内研究者应对拉一压杆模型理论加以关注和深入研究．推广拉一压 杆模型设计方法并建立符合国内要求的拉～压杆模型，以便于工程应
用。
１拉一压杆模型简介
１．１拉一压杆模型的构成 拉一压杆模型由压杆、拉杆和节点三部分构成一个简单的桁架。压
杆作为拉一压杆模型的受压构件，常见的压杆形式有棱柱形、瓶形或者 扇形等“】，其承载力可由承压构件验算，有效截面面积取决于端部支
承、锚固、受力和几何边界条件；拉杆则是拉一压杆模型的受拉构件，一
般包括钢筋或预应力筋及与拉杆轴向同心的周围混凝土：节点是压 杆、拉杆和集中力轴线交汇处，每个节点至少有三个以上的作用力，根
据节点区交汇杆件的类型可以将节点分为Ｃ—Ｃ—Ｃ型、Ｃ—Ｃ—Ｔ型、Ｃ— Ｔ—Ｔ型和Ｔ—Ｔ—Ｔ型四种形式『４１，其中Ｃ指受压，Ｔ指受拉，如图１所
示
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（ａ）Ｃ－Ｃ—Ｃ节点 （ｂ）Ｃ－Ｃ—Ｔ节点