钢筋混凝土箱型构件的统一破坏模型.pdf
《钢筋混凝土箱型构件的统一破坏模型.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《钢筋混凝土箱型构件的统一破坏模型.pdf(6页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、第 3 7卷第 1 期 2 0 1 1 年 2月 四川建筑科学研究 Si c h ua n Bui l d i n g S c i e n c e 钢筋混凝土箱型构件的统一破坏模型 骆华勋 , 刘 西拉 ( 上海交通大学土木工程系 , 上 海2 002 ) 摘要: 在较为成熟的钢筋混凝土破坏模型N i e l s e n模型基础上, 根据 y o n Mi s e s 屈服准则引入了钢筋的销栓作用, 建立起 钢筋均匀分布的混凝土构件在拉 、 压、 弯、 剪、 扭复合作用下的破坏统一模型, 并推导出箱形截面下的破坏统一表达式。该模 型由于考虑了钢筋销栓作用 , 使得计算结果更为接近实际情况。针对
2、钢筋混凝土箱形截面的抗剪承载力, 将该模型的理论计 算结果与原 N i e l s e n模型、 国内外规范计算方法和综合应力合成简化法 ( S i m p l i f i e d M e t h o d f o r C o mb i n e d S t r e s s R e s u l t a n t s , S MC S ) 的抗剪承载力进行比较, 验证了该模型有更好的精度。 关键词: 钢筋混凝土; 销栓作用 ; 屈服准则; 箱形截面 中图分 类号 : T U 3 7 5 文献标识码 : A 文章编号 : 1 0 0 81 9 3 3 ( 2 0 1 1 ) 0 1 00 1 O 6 U
3、I l i fie d f a i l u r e m0 d e l 0 n t h e r e i n f o r c e d c o n c r e t e m e mb e r s wi t h b o x s e c t i 0 n L UO Hu a x u n U U Xi l a ( D e p a r t m e n t o f C i v i l E n g i n e e ri n g , S h a n g h a i J i a o t o n g U n i v e r s i t y , S h a n g h a i 2 002 4 0 , C h i n a )
4、 Ab s t r a c t : Ba s e d o n t h e e x i s t i n g r e i n f o r c e d c o n c r e t e t i n 击e d f a i l u r e mod e 1 Ni e l s e n mod e l an d y o n Mi s e s f a i l u r e c ri t e ri o n, a u n if i e d f a i l u r e mo d e l o n r e i nfo rce d c o n c r e t e me mb e r s w i t h d i s t r i
5、b u t e d r e i n f o r c e me n t s u n d e r t h e c o mb i n e d f o r c e s o f t e n s i o n。 c o mp r e s s i o n b e n d i n g s h e a r a n d t o r s i o n wa s f o r me d b y i n t r o d u c i n g t h e d o we l a c t i o n o f r e i n f o rce me n t s e u n i fi e d f a i l ure e x p r e s
6、 s i o n s o f b o x s e c t i o n me mb el we r e d e riv e d a c c o r di ng t o t h e n ew mo de 1 n1e a d v a n t a g e o f t h i s mod e l i s t o c o n s i d e r t h e d o we l a c t i o n s o f t he r e i n f o rce men t s w h i c h ma k e s t h e c a l c ula t i o n r e s ult s mo r e c l o
7、s e t o t h e p r a c t i c al s i t u a t i o n s T h e t h e o ret i c al r e s ult s o f s h e a r c a p a c i t y w e re c o mp are d wi t h Ni e l s e n mo d e l , t h e c ale ula t i o n r e s u l t s i n s e v e r al d e s i g n c o de s o f c o n c r e t e s t r uc t u r e s, a n d als o wi
8、t h t h e Si mpl i f i e d Me t ho d for Co mbi n e d S t r e s s R e s u l t a n t s( S M C S ) , w h i c h h as v e ri fi e d b e t t e r a c c u r a c y o f t h e p r e s e n t n e w m o d e 1 Ke y wor ds: r e i nfo r c e d c o nc r e t e; do we l a c t i o n; f ail ur e c rit e rio n; b o x s e
9、c t i o n 0 引 言 我 国是一个多地震国家 , 也是世界上遭受地震 灾害最为严重的国家之一。而地震观测表明 , 引起 建筑结构破坏的 内力大 多不是单一 的, 多是 由拉、 压、 弯 、 剪 、 扭 多种 内力的不 同组合而引起。钢筋混 凝土结构在土木工程 中应用最为广泛 , 因而 , 合理地 分析钢筋混凝土构件在复杂受力状态下的强度和破 坏形态 , 对应付在突发地震灾害下结构抗倒塌是十 分重要 的。 目前 的许 多研究成果 大多是把 拉、 压 、 弯、 扭、 剪部分分开 , 没有充 分利用塑性力学、 断 裂力学和组合材料力学 的一些最新研究 成果。例 如 , 以前 的钢筋模型一般
10、不考虑销栓作用 , 不能从三 维的角度反映混凝土材料的破坏准则。又如, 有的 方法虽然理论基础 比较完善 , 但计算过程十分繁琐 , 收稿 日期 : 2 0 1 0 - 0 8 -02 作者简介 : 骆华勋( 1 9 8 0一) , 男 , 浙江建德人 , 博 士研究生 , 研究 方 向 为钢筋混凝土破坏理论。 基金项 目: 国家 自然科学基 金资助项 目( 5 0 3 7 8 9 5 4 ) ; 国家重点 基础 研究发展规划 ( 9 7 3 ) 项 目( 2 0 0 2 C B 4 1 2 7 0 9 ) E m a i l :l u o h u a x u n 1 6 3 c o i n
11、甚至需要借助计算机进行大量 的迭代计算 , 这在工 程界缺乏同行的认 可, 很难推广。一个成熟的研究 成果在理论上应该是统一的, 在表达形式上应该是 简单的 J 。 本文借鉴了已有的钢筋均匀分布的混凝土板破 坏模型N i e l s e n模型 , 用三维破坏面建立了一个 新的统一破坏模型 , 新模型的重点是引入 v o n Mi s e s 屈服准则来考虑钢筋的销栓作用 , 在此基础上 , 推导 出钢筋均匀分布的混凝土板在拉 、 压 、 弯、 剪、 扭复合 作用下 的统一破坏模 型。与之前 的破坏模 型相 比, 该模型计算方法简单 , 结果直观 , 并且也符合实际情 况 。依照此模型 , 推
12、导出钢筋均匀分布的箱形截面 的统一破坏表达式 , 并将新模型 的理论计算成果与 收集到的国内外计算箱形截面构件抗剪承载力的有 关方法进行了对 比分析 , 结论也验证 了新模 型的可 行性 。 1 新 的钢 筋 混 凝 土板 的统 一 破 坏 模 型 借鉴较成熟的 N i e l s e n钢筋混凝土平板破坏准 2 四川建筑科学研究 第 3 7卷 则 6 -7 , 研究对象是一个在 和Y双向配筋的板 , t 为 板厚 ; 每单位长度沿 轴和 Y轴的配筋面积分别为 A 和 A ; 应力记为 or , 和 r ; 向钢筋的应力 记为 和 7 ; Y向钢筋 的应力记为 o r 和 r , 混 凝土的应
13、力记为 o r O - 和 7 - ; 混凝土的抗压强度 为 , 钢筋的屈服强度为 ( 图 1 ) 。 丁 ( a ) 钢 筋 混 凝 土 ( b ) 混 凝 土 ( c ) 钢 筋 图 l 等效均质板应力 F i g 1 E q u i v a l e n t fl a t s l a b s u b j e c t e d t o i n - p l a n e s t r e s s e s 1 1 假定 为了建立钢筋混凝土构件的破坏统一模型 , 需 要采取一些常用的计算假定 : ( 1 ) 钢筋和混凝土保持变形协调; ( 2 ) 不考虑混凝土的抗拉能力 ; ( 3 ) 计算中钢筋按照混
14、凝土厚度均匀分布 , 按 屈服强度弥散成等效的钢筋混凝土均质面。 引人 称为板 的配筋度 J , 指的是在纯压状 态下, 构件单位长度内钢筋所承担 的力 和混凝土可 承担的力的比值。对 轴和 Y轴, 有 : = A 。d tf o , =A ti c ( 1 ) 首先 , 考虑双向配筋度相等的情况 , 令 A 。 =A = A 。 , 也即 = = 。 1 2钢筋的销栓作用 针对钢筋 , 本文 中引入经典 的金 属屈服 准则 y o n Mi s e s 准则 J : = k ( 2 ) 式中 r 。 为八面体剪应力 ; J 2 为偏应力张量的第 二不变量; k 为材料常数 , 代表纯剪试验
15、中的屈服应 f 力。通过单轴拉伸, 可确定 : 为钢筋的屈服 强度。 对于平面应力状态并且考虑剪切力的情况下, v o n Mi s e s 准则在 一r 平面上的轨迹为 : = 1 L 2 一 o r yy+ )+7 - 2 ( 3 ) 则 ( 2 ) 式可重新写为: 1 盯 2 一 + ; ) + 丁 2 = = 等( 4 ) 在钢筋混凝土板内, 一般只考虑沿钢筋纵向的 正应力, 而不考虑剪应力的影响。本文所考虑的破 坏模型里, 钢筋需要考虑的是沿钢筋纵向的正应力 以及剪应力 , 后者即所谓的销栓作用。此时, ( 4 ) 式 可变为 : 1 z +丁 = 3 ( 5 ) 必须说明, 在上式
16、中只考虑了沿钢筋纵向的应 力 , 而忽略钢筋横向应力 。 1 3统一模型的推导 先考虑受拉的情况 , 此时只有钢筋作用 , 即 。 = c 2=0。此处为简化起见 , 令 1= s 2=o r 。 , s 1= 吕 2= rs 。 当钢筋屈服时, 满足 : 1 2 2 = 孚 ( 6 ) 可求出此应力状态下的主拉应力为 : : ( 7 ) 1 一 , 而在另一主应力方向上的应力 : : ( 8 ) ,= O 在 方向上从 0到 改变混凝土的应力 : : 一 ( 9 ) 由 的定义 , 再令 : = ( 1 0 ) 而且, 和 满足以下关系: + = 1 ( 1 1 ) 由上 式可得 : = (
17、 + ary ) + ( 一 ) + = ( + ” ) f o ( 1 2 ) 一E 1一( 一 ) : = 下 1( + )一 ( 一 , ) + r ( 一 ”)f o( 1 3 ) 其中, ( 1 2 ) 式可变形为: ( ) 一 ( + ) 一 f o ( + ) 一 】 = 。 ( 1 4 ) 并且由( 1 2 ) , ( 1 3 ) 两式可得: + 一( 12 0 ( 1 5 ) 这代 表一个 顶 点为 B, 轴 为 B D 的圆锥面 ( 图 2 ) 。 骆华勋 , 等 : 钢 筋混 凝土箱型构件 的统一破坏模型 3 1 + 。 I 1 F 曰 一 r - J + 一 G 0 5
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 钢筋混凝土 构件 统一 破坏 模型
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【wang****lang】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【wang****lang】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。