一种板柱节点破坏模式预测方法

本发明属于土木建筑工程，具体涉及一种板柱节点破坏模式预测方法。

背景技术：

1、板柱结构的板柱节点需在板和柱间传递弯矩和剪力，板柱节点处于弯剪复合受力状态。受材料参数、几何尺寸、冲跨比和板受拉纵筋配筋率等因素的影响，板柱节点可能发生冲切破坏、弯冲破坏和弯曲破坏。发生冲切破坏的板柱节点的弯曲效应较小，冲切效应更加显著，这使得冲切破坏没有明显预兆，破坏呈脆性；发生冲切破坏的板柱节点，板受拉纵筋在柱边处未屈服，板内形成破坏锥体。弯冲破坏是由柱周高度集中的弯曲效应和冲切效应共同作用的结果，是一种介于弯曲破坏和冲切破坏之间的破坏状态；发生弯冲破坏的板柱节点，首先在板受拉面沿柱周形成弯曲裂缝，并出现一些从柱周向外延伸的放射状裂缝，随后板受拉钢筋在柱边处屈服，板内形成破坏锥体。弯曲破坏由弯曲效应主导，属于延性破坏；发生弯曲破坏的板柱节点，板受拉面先出现弯曲裂缝，随后裂缝发展直至形成塑性铰线，并伴随着大范围的板受拉纵筋屈服，最终，由于板的裂缝宽度和变形过大，形成机构而不能继续承载。可以看出，不同破坏模式的板柱节点的受力性能和破坏现象有着较大的差异。

2、国内外学者从不同的角度提出了板柱节点破坏模式的判别方法，但目前如何判别板柱节点破坏模式仍未得到统一的认识，且已有判别方法均存在一定的缺陷。如ramdane方法只有在已知板柱节点承载力试验值时才能判别板柱节点破坏模式，王安宝判别公式仅适用于板柱节点冲切破坏和弯冲破坏的判别，gesund方法与板柱节点冲切破坏时板受拉纵筋未屈服相违背。此外，我国《混凝土结构设计规范》gb50010-2010中也没有给出板柱节点模式的判据，只规定了板柱节点受冲切承载力计算公式。因此，有必要研发一种板柱节点破坏模式预测方法，从而克服已有方法存在的技术缺陷，为破坏模式不同的板柱节点承载力计算提供基础。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种板柱节点破坏模式预测方法。该方法考虑的因素全面，应用简单。只需输入板柱节点相关参数，即可预测板柱节点破坏模式，从而克服现有方法的不足。

2、本发明一种板柱节点破坏模式预测方法包括以下步骤：

3、步骤一：构建板柱节点试验数据库，确定板受拉纵筋应变εs与板受拉纵筋屈服应变εy的比值为判别板柱节点破坏模式的量化指标；

4、步骤二：建立板柱节点破坏模式的判别特征参数计算模型；

5、步骤三：建立板柱节点破坏模式的判别准则。

6、有益效果：

7、本发明基于板柱节点试验数据库，分析板柱节点破坏模式的判别特征参数分布规律，建立板柱节点破坏模式的判别准则，从而实现板柱节点破坏模式的预测。提出的板柱节点破坏模式判别方法考虑的因素全面，应用简单。只需输入板柱节点相关参数，即可预测板柱节点破坏模式。

技术特征：

1.一种板柱节点破坏模式预测方法，其特征在于板柱节点破坏模式预测方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述一种板柱节点破坏模式预测方法，其特征在于步骤一从文献中收集板柱节点破坏试验数据构建板柱节点试验数据库。

3.根据权利要求2所述一种板柱节点破坏模式预测方法，其特征在于试验数据库中每组数据应包含混凝土轴心抗压强度fc、柱截面尺寸c、板截面有效高度h0、冲跨a、混凝土最大骨料粒径dg、板受拉纵筋配筋率ρ、板受拉纵筋弹性模量es、板受拉纵筋屈服强度fy和板边长b的信息。

4.根据权利要求1所述一种板柱节点破坏模式预测方法，其特征在于步骤二建立板柱节点破坏模式的判别特征参数计算模型具体按以下步骤进行：

5.根据权利要求4所述一种板柱节点破坏模式预测方法，其特征在于步骤①计算板柱节点发生破坏时板的转角ψu的表达式如下：

6.根据权利要求4所述一种板柱节点破坏模式预测方法，其特征在于步骤②计算板受拉纵筋应变εs的表达式如下：

7.根据权利要求4所述一种板柱节点破坏模式预测方法，其特征在于步骤③计算板受拉纵筋屈服应变εy的表达式如下：

8.根据权利要求4所述一种板柱节点破坏模式预测方法，其特征在于步骤④计算板柱节点破坏模式的判别特征参数的表达式如下：

9.根据权利要求1所述一种板柱节点破坏模式预测方法，其特征在于步骤四是将板柱节点划分为发生冲切破坏的板柱节点、发生弯冲破坏的板柱节点和发生弯曲破坏的板柱节点，从而得出不同破坏模式的板柱节点判别特征参数的分布规律；基于判别特征参数的分布规律，从而给出板柱节点冲切破坏、弯冲破坏和弯曲破坏的判别准则。

10.根据权利要求9所述一种板柱节点破坏模式预测方法，其特征在于当判别特征参数小于1时，板柱节点发生冲切破坏；判别特征参数介于1到2之间时，板柱节点发生弯冲破坏；判别特征参数大于2时，板柱节点发生弯曲破坏。

技术总结
一种板柱节点破坏模式预测方法。本发明的目的是提供一种板柱节点破坏模式预测方法。该方法考虑的因素全面，应用简单。只需输入板柱节点相关参数，即可预测板柱节点破坏模式，从而克服现有方法的不足。方法：构建板柱节点试验数据库，确定板受拉纵筋应变ε<subgt;s</subgt;与板受拉纵筋屈服应变ε<subgt;y</subgt;的比值为判别板柱节点破坏模式的量化指标；建立板柱节点破坏模式的判别特征参数φ计算模型；建立板柱节点破坏模式的判别准则。只需输入板柱节点相关参数，无需已知板柱节点承载力试验值，即可预测板柱节点破坏模式，从而克服现有预测方法的不足。且与已有板柱节点模式预测方法相比，本发明方法能够更加准确地预测冲切破坏、弯冲破坏和弯曲破坏的板柱节点破坏模式。

技术研发人员：郑文忠,郑博文,王英
受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17