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本论文针对约束混凝土锚固区的承载能力和设计方法进行研究。
首先通过对当前各国规范中约束混凝土锚固区设计方法的讨论,得到了影响混凝土锚固区受力性能的三个主要因素:周边混凝土的环箍效应、横向约束钢筋的环箍效应以及承压板的分散效应。
继而开展了11个足尺寸素混凝土及加筋混凝土锚固区试件的试验,对上述三个主要因素的影响进行了详细研究,并对现有理论计算公式进行了验算。基于试验结果及验算结果,提出了一个综合考虑上述三种因素的统一公式,并给出了一个设计计算实例。
基于其中一个试验,对AASHTO推荐的两种锚固区受力分析方法(经典拉压杆模型方法和线弹性有限元方法)进行了验算,进而提出了锚固区分析的改进拉压杆模型方法及改进有限元分析方法(非线性弹性有限元方法和非线性弹塑性有限元方法)。
此外,文中首次应用非线性映射工具(人工神经网络方法)研究锚固区极限承载能力的计算。通过文献搜集,建立起了一个包含473组试验数据的数据库,通过对人工神经网络模型的训练,建立起锚固区的九个结构参数与极限承载能力间的非线性映射关系,通过输入结构参数即可直接求解极限承载能力。
最终,本文提出了一个应用上述多种分析方法进行约束混凝土锚固区设计的统一流程。