钢筋混凝土柱压扭破坏尺寸效应细观数值分析

摘要

为了解决钢筋混凝土(reinforced concrete,RC)柱在压-扭联合作用下的失效破坏行为和尺寸效应规律研究尚不充分的问题，采用三维细观数值模拟方法，建立了可考虑钢筋与混凝土的黏结滑移作用和混凝土材料非均质性特点的钢筋混凝土柱数值模型，探讨了结构尺寸、配箍率、轴压比、截面形状对钢筋混凝土柱压-扭破坏机制的影响。结果表明:1)随着轴压比增加，试件产生的斜裂缝与水平夹角逐渐增大，破坏更显脆性; 2)随轴压比增大，钢筋混凝土柱抗扭承载力先增大后减小; 3)钢筋混凝土柱在压扭联合荷载作用下的名义抗扭强度表现出明显的尺寸效应，且该尺寸效应行为随轴压比的增大呈现先削弱后增强的趋势; 4)增加配箍率可提高RC柱的抗扭强度且削弱其名义抗扭强度的尺寸效应。随后将数值试验结果与各国规范承载力计算值进行对比分析，提出可定量考虑轴压比和配箍率对钢筋混凝土柱抗扭强度影响的尺寸效应律公式，并修正了我国规范对RC柱在压-扭荷载下的承载力计算方法，以求保证大尺寸试件的安全。

关键词

钢筋混凝土柱 / 压扭破坏 / 轴压比 / 配箍率 / 尺寸效应 / 细观模拟

基金资助

北京市自然科学基金资助项目(JQ22025); 北京市科技新星计划资助项目(20220484047)