接缝混凝土楼板中传力杆的性能分析与优化

本研究考察了传统圆形传力杆在混凝土楼板中的性能，并试图通过有限元 (FE) 分析优化传力杆的设计。提出了一种新型双锥形圆形 (DTR) 传力杆，并比较了 DTR 传力杆与传统圆柱形传力杆的性能。在 Abaqus (v-6.11) 中进行了线弹性 (LE) 分析，以识别 DTR 传力杆的优化几何形状，从而实现 (1) 通过剪切作用在相邻板间实现最高的荷载传递，以及 (2) 混凝土上的最低承压应力。LE 分析辅以非线性 FE 分析。利用 Abaqus/Standard 中可用的 Riks 方法，结合混凝土损伤塑性 (CDP) 模型，模拟了 DTR 和传统圆柱形传力杆周围混凝土的退化。结果表明，与传统圆柱形传力杆相比，使用 DTR 传力杆可将接缝面的承压应力降低多达 2.2 倍。虽然充足的荷载传递对于路面结构的正常性能至关重要，但 DTR 传力杆的荷载传递能力比圆柱形传力杆高出 116%。在非弹性范围内，即使在混凝土显著退化和钢材屈服后，DTR 传力杆仍保持了比传统圆柱形传力杆更高的荷载传递能力，并且呈现出更小的混凝土楼板差异挠度。最后，与传统圆柱形传力杆相比，DTR 传力杆下方混凝土基体中的损伤相对更为集中。