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：

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