钢筋混凝土环形截面构件的统一破坏模型

上海交通大学学报（自然版） ›› 2012, Vol. 46 ›› Issue (01): 152-157.

钢筋混凝土环形截面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 200240）

收稿日期:2010-12-15 出版日期:2012-01-30 发布日期:2012-01-30
基金资助:
国家自然科学基金项目(50378054)，国家重点基础研究发展规划(973)项目(2002CB412709)

Unified Failure Model on the Reinforced Concrete Members with Annular Section

LUO Hua-Xun, LIU Xi-La

(Department of Civil Engineering, Shanghai Jiaotong University, Shanghai 200240, China)

Received:2010-12-15 Online:2012-01-30 Published:2012-01-30

摘要/Abstract

摘要： 在Nielsen模型基础上，引入钢筋的销栓作用，并考虑混凝土的抗剪承载力,建立了钢筋混凝土环形截面构件在拉、压、弯、剪和扭复合作用下的统一破坏模型.同时，将所建模型与原Nielsen模型的理论解及现有环形截面构件的实验数据进行对比.结果表明，所建模型的计算结果更接近于实际情况，其在环形截面构件设计及计算中具有较好的适用性.

关键词: 钢筋混凝土, 销栓作用, 屈服准则, 环形截面

Abstract: Reinforced concrete structural members with annular section are commonly used in concrete chimneys, concrete pipes and elevated water tanks, as well as in large bridge columns and offshore platforms. So it is very necessary to study the mechanism of reinforced concrete annular section structures subjected to complex force combination. Based on traditional Nielsen model, a unified failure model on reinforced concrete members with annular section under combined forces of tension, compression, bending, shear and torsion was formed. The advantages of this model are to consider the dowel actions of the reinforcements and reasonably to consider the shear carrying capacity of concrete, which makes the calculation results more close to the practical situations. Then, the theoretical results of this model are compared with Nielsen model and a series of experimental results of annular section members. The comparison verifies that the new model is feasible for the design and calculation of annular section members.

Key words: reinforced concrete, dowel action, failure criterion, annular section

中图分类号:

TU 375

骆华勋, 刘西拉. 钢筋混凝土环形截面构件的统一破坏模型[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2012, 46(01): 152-157.

LUO Hua-Xun, LIU Xi-La. Unified Failure Model on the Reinforced Concrete Members with Annular Section[J]. Journal of Shanghai Jiaotong University, 2012, 46(01): 152-157.

参考文献

［1］Turmo J, Ramos G, Aparicio A C. Shear truss analogy for concrete members of solid and hollow circular cross section［J］. Engineering Structures, 2009, 31(2): 455465.

［2］四川省建筑工程局《钢筋混凝土离心管结构》编写组. 钢筋混凝土离心管结构［M］. 北京：中国建筑工业出版社, 1977.

［3］Hsu T T C. Unified approach to shear analysis and design［J］. Cement and Concrete Composites, 1998, 20(6): 419435.

［4］李宏，刘西拉. 混凝土拉、剪临界破坏及纯剪强度［J］. 工程力学, 1992, 54(4): 2329.

LI Hong, LIU Xila. The failure criterion and shear strength of concrete in tension and shear［J］. Engineering Mechanics, 1992, 54(4): 2329.

［5］Hsu T T C. Toward a unified nomenclature for reinforcedconcrete theory［J］. Journal of Structural Engineering, 1996，122(3): 275283.

［6］刘西拉. 结构工程学科的进展与前景［M］. 北京：中国建筑工业出版社: 2007.

［7］霍锦锋. 钢筋混凝土构件破坏的统一表达［D］. 上海：上海交通大学土木工程系, 2004.

［8］Nielsen M P. Limit analysis and concrete plasticity［M］. Englewood Cliffs, New Jersey：PrenticeHall, 1984.

［9］陈惠发，萨里普A F. 土木工程材料的本构方程：弹性与建模（第1卷）［M］. 武汉：华中科技大学出版社, 2001.

［10］陈惠发，萨里普A F. 弹性与塑性力学［M］. 北京：中国建筑工业出版社, 2004.

［11］Willam K J, Warnke E P. Constitutive models for the triaxial behavior of concrete［C］//International Association of Bridge and Structural Engineers Seminar on Concrete Structures Subjected to Triaxial Stresses. Bergamo, Italy: International Association of Bridge and Structural，1974: 130.

［12］霍锦锋，刘西拉. 钢筋混凝土环形截面构件破坏的统一表达［J］. 上海交通大学学报，2005, 39(11): 18661874.

HUO Jingfeng, LIU Xila. The uniform expression of reinforced concrete elements with circle section［J］. Journal of Shanghai Jiaotong University， 2005, 39(11): 18661874.

［13］胡纫蕾，郭绍宗，江礼璘. 高压输电线路钢筋混凝土电杆设计［M］. 北京：中国工业出版社，1964.

［14］HUANG Zhen, LIU Xila, YANG Guang. Unified expression for failure of reinforced concrete members in bridge［J］. Journal of Zhejiang University：Science A, 2006, 7(3):383390.

［15］吕志涛，周明华，陈友文. 环形截面钢筋混凝土受弯构件的抗剪强度实验研究［J］. 南京工学院学报, 1980(3): 2631.

L Zhitao, ZHOU Minghua, CHEN Youwen. An experimental study of shear strength of reinforced concrete members with ringsection in bending［J］. Journal of Nanjing Institute of Technology, 1980(3): 2631.

［16］吕志涛，石平府，周燕勤. 圆形、环形截面钢筋混凝土构件抗剪承载力的实验研究［J］. 建筑结构学报, 1995, 16(3): 1320.

L Zhitao, SHI Pingfu, ZHOU Yanqin. Experimental research on shear strength of reinforced concrete beams with circular and ring section［J］. Journal of Building Structures, 1995, 16(3): 1320.

[1]	BAYOUMI EL-Said Abd-Allah1, 2∗, MAHMOUD Mahmoud Hassan3, ARIF Mohammed1, 4. 钢筋混凝土梁格支撑的交叉连接砖砌体填充墙板的受弯性能[J]. J Shanghai Jiaotong Univ Sci, 2024, 29(5): 889-899.
[2]	黄城均, 朱天怡, 宋晓冰. 双钢板混凝土单元平面内屈服准则[J]. 上海交通大学学报, 2022, 56(4): 422-430.
[3]	赵朋飞, 薛昕, 杨成. 模拟碱骨料反应引起的箍筋端部锚固退化对钢筋混凝土梁受剪性能的影响[J]. 上海交通大学学报, 2021, 55(6): 681-688.
[4]	薛昕, 杨成. 纵向受拉钢筋锈蚀钢筋混凝土梁的抗剪性能[J]. 上海交通大学学报, 2016, 50(11): 1767-1777.
[5]	任伟1,盖轶婷2,张岗1. 纤维复合材料加固初应力下的钢筋混凝土拱分析[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2015, 49(02): 232-238.
[6]	李磊，张孟喜. 基于Drucker-Prager系列准则的抗剪强度参数分析[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2013, 47(09): 1404-1408.
[7]	卢健，陈军，张飞飞，陈劼实. 基于三维Hill’48屈服准则的液压成形本构模型及数值验证[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2013, 47(05): 791-794.
[8]	谢震，李萌，王武荣，韦习成. 高强度双相钢薄板拉弯成形试验及数值模拟[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2013, 47(05): 760-765.
[9]	杨淑雁, 刘西拉. 往复荷载下锈蚀钢筋混凝土粘结滑移劣化模型 [J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2012, 46(10): 1581-1586.
[10]	陈溪a, 刘西拉b. 钢筋混凝土矩形梁受弯扭作用的极限分析[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2012, 46(10): 1573-1580.
[11]	葛继平，王志强，李胡生. 基于小波包能量统计方法的桥墩振动台试验分析[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2010, 44(06): 803-0806.
[12]	张英新, 王建华, 高绍武. 二维弹塑性自然单元法算法实现[J]. 上海交通大学学报, 2005, 39(05): 727-730.