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地下梁式承台抗剪承载能力分析文献综述

 2020-04-24 09:59:49  

1.目的及意义

选题背景及意义

在城市桥梁建设中,立交桥梁跨越现有地下结构(地铁、地下通道等)变成很常见的一种工程情况,为提高传统承台的承载能力,梁式承台应运而生并广泛应用。例如沈阳市迎宾路高架桥工程部分线位与地铁1号线重叠,桥梁基础为避开地铁车站及区间,采用大跨度预应力承台梁接桩基方案跨越地铁结构,有效的解决了不同工程设施在空间上的冲突。

梁式承台结构的使用,不仅具有传统承台支撑上部结构的作用,同时承台自身也具有一定的跨越能力,部分的替代了承台顶面以上城市立交桥结构的跨径能力,大大减小了地下工程对城市立交桥跨径布置的影响,将城市立交桥与地下工程交叉建设的问题转化成梁式承台与地下工程的交叉建设问题,故对梁式承台的研究具有重要的实践价值。

为跨越地下工程的需要,承台在某一方向的桩基间距远大于常规桩基间距,成为深受弯构件。深受弯构件具有刚度大、强度高等优点,广泛的应用于各种工程设施中,比如剪力墙的底层大梁、高层建筑的转换层梁、桥梁结构中的横隔梁以及港口工程中高桩码头的横梁等,该些构件都具有深受弯构件的受力特点。

由于深受弯构件的计算跨度与高度较为接近,其极限承载力是由剪切破坏控制而不是由弯曲破坏控制。在外界荷载作用下,构件截面上的应力分布不再连续,其力学性能、工作特性和破坏特征与一般梁相比有较大差异。传统的弯曲和剪切理论不再适用于深受弯构件的设计,也不能够准确地确定构件的抗剪承载力。故明确深受弯构件的抗剪机理对于优化梁式承台等构件的设计具有重要意义。

深受弯构件的研究现状

我国《混凝土结构设计规范》GB50010-2010[1]规定:梁的计算跨径l与梁的高度h之比l/h≤5的受弯构件称为深受弯构件。深受弯构件又分为深梁和短梁:l/h≤2的简支梁和l/h≤2.5的连续梁定义为深梁,2lt;l/h≤5的简支梁和2.5lt;l/h≤5的连续梁定义为短梁。深受弯构件跨高比较小,在受力破坏时,截面的应力应变呈现明显的非线性,不符合平截面假定。针对深受弯构件复杂的非线性特性,国内外学者对如何准确计算深受弯构件(重点是深梁)的抗剪强度提出了很多的理论和计算模型,如桁架理论,压力场理论、拉压杆模型理论、塑性理论、极限平衡法等。

近些年来,国外学者对于钢筋混凝土深梁的抗剪机理做了深入的研究:

Kassem Wael[2]基于固定角软化桁架模型,并利用新提出的作用于梁腹板的有效横向压应力的公式,提出了一个估算钢筋混凝土深梁抗剪承载力的新公式,其预测结果比ACI规范[3]和欧洲规范[4]更为一致,也更可靠。

Liu Jian[5]等总结对比了10个最新的深梁抗剪模型,结果表明,拉压杆模型(STM)和双参数运动学理论(2PKT)产生最少的散射预测。STM在剪跨比方面表现出一定的偏差,而2PKT在整个实验数据范围内产生均匀的结果。

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