《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》JTG3362-2018解讀詳解：混凝土橋梁應(yīng)力擾動區(qū)設(shè)計方法新規(guī)范中有關(guān)D區(qū)的設(shè)計條款2.1.17應(yīng)力擾動區(qū)2.1.18拉壓桿模型2.1.19劈裂力1

總則2

術(shù)語和符號▲2.1.20剝裂力3

材料4

結(jié)構(gòu)設(shè)計基本規(guī)定▲5

持久狀況承載能力極限狀態(tài)計算6

持久狀況正常使用極限狀態(tài)計算7

持久狀況和短暫狀況構(gòu)件的應(yīng)力計算8

構(gòu)件計算的規(guī)定▲9

構(gòu)造規(guī)定▲4.1.9應(yīng)力擾動區(qū)的計算8.2后張預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的錨固區(qū)8.3支座處橫隔梁8.4橋墩蓋梁8.5樁基承臺附錄B

拉壓桿模型分析方法9.4預(yù)應(yīng)力混凝土上部結(jié)構(gòu)提

綱1.

應(yīng)力擾動區(qū)（D區(qū)）的概念2.

混凝土橋梁中的D區(qū)問題3.

應(yīng)力擾動區(qū)的設(shè)計方法4.

典型D區(qū)受拉效應(yīng)的解析計算5.

拉壓桿模型方法6.

算例7.

結(jié)語及討論1

應(yīng)力擾動區(qū)（D區(qū)）的概念

混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)力擾動區(qū)的特點

平截面假定假定不再成立

不能用（N/A+M/W）計算截面應(yīng)力，破壞模式發(fā)生改變ⅠⅡdⅠⅡd3ddddD區(qū)B區(qū)D區(qū)D區(qū)D區(qū)Ⅰ-Ⅰ截面應(yīng)力分布Ⅱ-Ⅱ截面應(yīng)力分布41

應(yīng)力擾動區(qū)（D區(qū)）的概念

混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)力擾動區(qū)的特點

力流擴散明顯

混凝土對拉應(yīng)力敏感，開裂后產(chǎn)生應(yīng)力/內(nèi)力重分布51

應(yīng)力擾動區(qū)（D區(qū)）的概念

混凝土結(jié)構(gòu)，應(yīng)劃分為B區(qū)和D區(qū)分別對待

B區(qū)

(BeamorBernoulli):滿足平截面假定的區(qū)域，在這些部位應(yīng)變沿梁高線性分布.

D區(qū)

(Disturbance

orDiscontinuity):應(yīng)變分布復(fù)雜，一般在幾何形狀突變、節(jié)點或者有集中力作用的地方2

混凝土橋梁中的D區(qū)問題各類病害2

混凝土橋梁中的D區(qū)問題小剪跨比梁端節(jié)點區(qū)82

混凝土橋梁中的D區(qū)問題實際上，D區(qū)設(shè)計問題

在各類混凝土結(jié)構(gòu)中均存在

深梁/深受彎構(gòu)件

牛腿

預(yù)應(yīng)力筋的錨固區(qū)橋梁工程

端部

/

中間齒塊

凹槽

/

錨固隔板建筑工程水利工程港口工程

板/墻

支座附近梁體

箱梁橫隔板

徑向力作用區(qū)

蓋梁

大體積混凝土大壩閘門……

承臺應(yīng)力擾動區(qū)（D區(qū)）受力復(fù)雜區(qū)特殊鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)圣維南區(qū)非桿件體系3

應(yīng)力擾動區(qū)的設(shè)計方法

實體有限元

彈塑性力學(xué)

試驗與經(jīng)驗

拉壓桿模型（Strut-and-TieModel,STM）

力流線模型（Quantified

LoadPathMethod）

……3

應(yīng)力擾動區(qū)的設(shè)計方法

實體有限元

彈塑性力學(xué)

試驗與經(jīng)驗

拉壓桿模型（Strut-and-TieModel,STM）

力流線模型（Quantified

LoadPathMethod）

……3

應(yīng)力擾動區(qū)的設(shè)計方法

拉壓桿模型

力流線模型

由拉桿-壓桿-節(jié)點組成，滿足靜力平衡條件用解析公式或數(shù)值模型，描述壓力流走向

塑性下限定理

承載力驗算，兼顧抗裂配筋力流流管的進(jìn)出平衡壓力流轉(zhuǎn)向產(chǎn)生橫向拉力/壓力

3

應(yīng)力擾動區(qū)的設(shè)計方法（作用效應(yīng)）

（抗力）混凝土橋梁中的幾類典型D區(qū)：或拉力解析計算

后張梁端部錨固區(qū)

三角齒塊錨固區(qū)

支座處橫隔梁（力流線模型）

小剪跨比蓋梁

雙排樁承臺

……拉壓桿模型4典型D區(qū)受拉效應(yīng)的解析計算4.1后張梁端部錨固區(qū)預(yù)應(yīng)力錨固體系B區(qū)預(yù)應(yīng)力孔道D區(qū)D區(qū)

總體區(qū):端面×1~1.2倍梁高或梁寬的較大值

局部區(qū):局部受壓計算底面積×1.2倍錨板長局部區(qū)4典型D區(qū)受拉效應(yīng)的解析計算4.1后張梁端部錨固區(qū)

局部區(qū)

局部承壓（bearingresistance）

總體區(qū)

劈裂力（burstingforce）

剝裂力（spallingforce）

邊緣拉力（edgetension）4典型D區(qū)受拉效應(yīng)的解析計算4.1后張梁端部錨固區(qū)

劈裂力計算hCBTb,3PxσCDτCDATb,3Dy4典型D區(qū)受拉效應(yīng)的解析計算4.1后張梁端部錨固區(qū)

劈裂力計算4典型D區(qū)受拉效應(yīng)的解析計算4.1后張梁端部錨固區(qū)

劈裂力計算4典型D區(qū)受拉效應(yīng)的解析計算4.1后張梁端部錨固區(qū)

剝裂力計算4典型D區(qū)受拉效應(yīng)的解析計算4.1后張梁端部錨固區(qū)

錨墊板周邊的剝裂力4典型D區(qū)受拉效應(yīng)的解析計算4.1后張梁端部錨固區(qū)

剝裂力計算4典型D區(qū)受拉效應(yīng)的解析計算4.1后張梁端部錨固區(qū)

剝裂力計算4典型D區(qū)受拉效應(yīng)的解析計算4.1后張梁端部錨固區(qū)

邊緣拉力計算4典型D區(qū)受拉效應(yīng)的解析計算4.1后張梁端部錨固區(qū)

邊緣拉力計算4典型D區(qū)受拉效應(yīng)的解析計算4.2三角齒塊錨固區(qū)崩出或剝落錨下劈裂錨后拉裂1.錨下劈裂效應(yīng)2.懸臂效應(yīng)3.錨后牽拉效應(yīng)5.徑向力效應(yīng)4.局部彎曲效應(yīng)4典型D區(qū)受拉效應(yīng)的解析計算4.2三角齒塊錨固區(qū)4典型D區(qū)受拉效應(yīng)的解析計算4.2三角齒塊錨固區(qū)4典型D區(qū)受拉效應(yīng)的解析計算4.2三角齒塊錨固區(qū)4典型D區(qū)受拉效應(yīng)的解析計算4.2三角齒塊錨固區(qū)

壁板內(nèi)統(tǒng)一配置的上下層鋼筋，如果數(shù)量足夠，不一定特別增加錨后牽拉鋼筋和局部彎曲鋼筋。如果不夠，則需要另外增加。4典型D區(qū)受拉效應(yīng)的解析計算4.2三角齒塊錨固區(qū)4典型D區(qū)受拉效應(yīng)的解析計算4.3支座處橫隔梁

當(dāng)支反力作用線通過腹板中線時，一般僅需滿足構(gòu)造要求。

當(dāng)支反力作用線與腹板中線偏離較大時，跨內(nèi)荷載需通過橫隔梁傳遞至支座，這時需對橫隔梁進(jìn)行橫向設(shè)計。支座在腹板正下方4典型D區(qū)受拉效應(yīng)的解析計算4.3支座處橫隔梁8.3.1

當(dāng)橫隔梁的寬高比Bw/h

>2時，可按鋼筋混凝土受彎構(gòu)件進(jìn)行計算；當(dāng)橫隔梁的寬高比Bw/h

≤2時，可按應(yīng)力擾動區(qū)進(jìn)行計算。Bw為橫隔梁外腹板中心線之間的距離，h為橫隔梁的高度。8.3.2

單室箱梁的橫隔梁，當(dāng)其寬高比0.5

≤Bw/h

≤2時，可按以下規(guī)定進(jìn)行頂部橫向受拉部位的抗拉承載力計算：

T

f

A

f

Ap0t,dsdspd

w

dTt,d

0.20

(B

/

h

0.5)(0.87

s

/

B

)

Vw4典型D區(qū)受拉效應(yīng)的解析計算4.3支座處橫隔梁4典型D區(qū)受拉效應(yīng)的解析計算4.4橋墩蓋梁8.4.6

鋼筋混凝土蓋梁的懸臂部分承受豎向力作用時，應(yīng)符合下列規(guī)定：1當(dāng)豎向力作用點至柱邊緣的水平距離大于蓋梁截面高度時，按鋼筋混凝土一般構(gòu)件計算。2當(dāng)豎向力作用點至柱邊緣的水平距離等于或小于蓋梁截面高度時，懸臂上緣拉桿的拉力：4典型D區(qū)受拉效應(yīng)的解析計算4.4橋墩蓋梁

短懸臂蓋梁，也是一類典型的D區(qū)

力流從懸臂端支點向墩身轉(zhuǎn)向傳遞，產(chǎn)生橫向拉力。4典型D區(qū)受拉效應(yīng)的解析計算4.4橋墩蓋梁4典型D區(qū)受拉效應(yīng)的解析計算4.5樁基承臺5

拉壓桿模型方法附錄

BB.1

一般規(guī)定B.1.1

混凝土橋梁的應(yīng)力擾動區(qū)范圍，宜根據(jù)圣維南原理確定。B.1.2

混凝土橋梁的應(yīng)力擾動區(qū)，可采用拉壓桿模型按如下步驟進(jìn)行簡化分析：1)

根據(jù)結(jié)構(gòu)邊界條件及受力情況，確定應(yīng)力擾動區(qū)的范圍。2)構(gòu)建應(yīng)力擾動區(qū)的拉壓桿模型。3)

根據(jù)應(yīng)力擾動區(qū)邊界上的作用力設(shè)計值和拉壓桿模型的受力平衡條件，求解模型中各桿件的內(nèi)力設(shè)計值。4)

進(jìn)行拉桿、壓桿和節(jié)點的強度驗算，確認(rèn)拉桿、壓桿和節(jié)點區(qū)域所選擇的材料強度、配筋及構(gòu)造尺寸是否滿足要求。5)

若驗算不能通過，則需要對拉壓桿模型的構(gòu)形甚至結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行調(diào)整，并重復(fù)以上步驟；若驗算通過，再根據(jù)構(gòu)造要求進(jìn)行詳細(xì)配筋設(shè)計。D區(qū)B區(qū)5

拉壓桿模型方法附錄

BB.2

構(gòu)形方法B.2.1

拉壓桿模型應(yīng)滿足受力平衡條件，

并

正確反映混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部的力流傳遞特征。B.2.2

構(gòu)建拉壓桿模型

可

采

用

荷載路徑法、應(yīng)力跡線法、力流線法、最小應(yīng)變能準(zhǔn)則、最大強度準(zhǔn)則等方法。CTT節(jié)點CCT節(jié)點CCTTCB.2.3

拉壓桿模型中，拉桿與壓桿之間的最小夾角不宜小于25°。TCCCCC節(jié)點C5

拉壓桿模型方法附錄

BB.3

驗算內(nèi)容B.3.1

拉壓桿模型的拉桿、壓桿和節(jié)點，應(yīng)按下式進(jìn)行承載力驗算：5

拉壓桿模型方法附錄

B5

拉壓桿模型方法附錄

B5

拉壓桿模型方法附錄

BLb1θA1B1M1D2θC2M2θθC1θD1θA2B2Lb25

拉壓桿模型方法附錄

B節(jié)點范圍可以有多種選取方法PPPA1A1A1B1B1B1CCC節(jié)點N1OOO尺寸M1C1C1C1D1D2C2C2C2CCT節(jié)點N2OO尺寸M2B2A2B2A2B2A2PPP5

拉壓桿模型方法附錄

B5

拉壓桿模型方法附錄

B5

拉壓桿模型方法

彌散壓桿和彌散節(jié)點的抗壓強度，一般不控制設(shè)計，可以不驗算。彌散壓桿（smearedstrut）彌散節(jié)點（smeared

node）是指邊界不明確的情況5

拉壓桿模型方法

拉桿的配筋范圍，結(jié)合具體構(gòu)造情況布置，并會影響傳力路徑。拉桿(懸臂縱筋）CTT節(jié)點CCT節(jié)點C拉桿(下緣縱筋）TTCCTCCCCC節(jié)點C拉桿(分布箍筋）5

拉壓桿模型方法

錨下劈裂力的計算配筋范圍

宜在錨前方應(yīng)力擴散區(qū)。偏心錨固時，參照等效棱柱體原則

錨固端剝裂力的計算配筋范圍

表層鋼筋，錨頭之間拉結(jié)，不超過2倍錨墊板寬度。

表面拉力計算配筋范圍

外緣鋼筋

支座處橫隔板計算配筋范圍

縱橋向取3倍橫隔板厚度范圍內(nèi)

齒塊計算配筋范圍

壁板內(nèi)錨后拉力與局部彎曲配筋范圍，取3倍錨墊板寬度5

拉壓桿模型方法

配筋構(gòu)造要求?

彌散壓桿區(qū)的最小配筋率?

拉桿端部的最小錨固長度6

算例算例1:

端錨區(qū)配筋的抗拉承載力驗算6

算例526

算例536

算例546

算例算例2:

三角齒塊錨固區(qū)配筋的抗拉承載力驗算556

算例三角齒塊錨固區(qū)配筋圖B抵抗錨下劈裂效應(yīng)抵抗懸臂效應(yīng)16@120抵抗錨下劈裂效應(yīng)16@120抵抗懸臂效應(yīng)20@15020@150抵抗錨后牽拉效應(yīng)抵抗局部彎曲效應(yīng)抵抗徑向力效應(yīng)抵抗錨后牽拉效應(yīng)抵抗局部彎曲效應(yīng)16@120A-AB-BB566

算例算例3:角隅齒塊錨固區(qū)配筋的抗拉承載力驗算576

算例586

算例角隅三角齒塊錨固區(qū)配筋圖16@120抵抗錨下劈裂效應(yīng)B抵抗錨下劈裂效應(yīng)抵抗懸臂效應(yīng)C16@120抵抗懸臂效應(yīng)抵抗錨后牽拉效應(yīng)抵抗局部彎曲效應(yīng)抵抗徑向力效應(yīng)20@150抵抗錨后牽拉效應(yīng)BCA-A20@15016@120抵抗局部彎曲效應(yīng)抵抗徑向力效應(yīng)B-BC-C596

算例算例4:支座處橫隔梁頂部配筋的抗拉承載力驗算1690/280B=720600/2Rd=19900kNs=600Rd=19900kNRd=19900kN606

算例A60

183b16@200AA-A616

算例算例5:

獨柱墩頂部配筋的抗拉承載力驗算626

算例636

算例646

算例算例6:

樁基承臺配筋的極限承載力驗算承臺基本尺寸圖（單位：cm）656

算例666

算例676

算例承臺配筋圖16251616AACBB1668C25166

算例696

算例707

結(jié)語及討論（1）將混凝土結(jié)構(gòu)劃分成B區(qū)和D區(qū)，分別進(jìn)行設(shè)計，是國際工程界的共識。

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2002《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》在我國率先引進(jìn)D區(qū)設(shè)計方法，國內(nèi)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范、水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范、鐵路橋涵設(shè)計規(guī)范等，相信一定也會修訂的。717結(jié)語及討論（2）發(fā)展D區(qū)設(shè)計方法，旨在改變過去對應(yīng)力復(fù)雜區(qū)的“憑經(jīng)驗”配筋，使之奠定在理性的基礎(chǔ)上。

比如，以往擔(dān)心梁端錨固區(qū)開裂，“憑感覺”密