[发明专利]一种钢筋混凝土空心墩柱破坏模式的判断方法

说明书

一种钢筋混凝土空心墩柱破坏模式的判断方法，涉及钢筋混凝土桥梁技术领域。方案要点：S1、判断墩柱的横截面形式；S2、墩柱横截面是薄壁空心矩形截面，根据公式或计算薄壁空心矩形截面墩柱的剪跨比λ’，根据剪跨比λ’与判断阈值1.5与2的关系，得出该墩柱破坏模式的判断结果；S3、墩柱的横截面不是薄壁空心矩形截面，首先根据公式或λ＝H/h计算实心矩形墩柱的剪跨比；然后查剪跨比修正系数表，获得对应空心截面形式墩柱的剪跨比修正系数α，计算空心截面墩柱的剪跨比，λ’＝αλ；根据剪跨比λ’与判断阈值1.5与2的关系，得出空心墩柱破坏模式的判断结果。本发明用于判断钢筋混凝土空心墩柱破坏模式。

技术领域：

本发明涉及钢筋混凝土桥梁技术领域，具体是一种钢筋混凝土空心墩柱破坏模式的判断方法。

背景技术：

钢筋混凝土空心墩柱被广泛应用于大跨高墩钢筋混凝土桥梁。受截面削弱与高阶振型的影响，空心高墩抗剪能力降低，可能出现弯剪破坏甚至剪切破坏模式。既有研究发现，剪跨比大于3甚至大于4的钢筋混凝土空心墩柱仍然发生弯剪破坏甚至剪切破坏。这表明中低实心墩柱剪跨比的计算公式并不能正确反映空心截面上的最大正应力与最大切应力的比例关系，因此无法用来判断空心截面墩柱的破坏模式。

发明内容：

为解决上述背景技术中提及的问题，本发明的目的在于提供一种钢筋混凝土空心墩柱破坏模式的判断方法。

本发明所采用的技术方案为：所述方法包括以下步骤：

S1、判断墩柱的横截面形式；

S2、由S1获得墩柱的横截面形式为薄壁空心矩形，根据公式或计算薄壁空心矩形墩柱的剪跨比λ’，根据λ’与判断阈值1.5与2的关系，得出墩柱破坏模式的判断结果，当λ’＞2，薄壁空心矩形墩柱发生弯曲破坏；当λ’＜1.5，发生剪切破坏；当1.5≤λ’≤2，发生弯剪破坏；

S3、由S1获得墩柱的横截面形式不是薄壁空心矩形，根据实心矩形柱剪跨比计算公式或λ＝H/h，得到计算剪跨比的基础值；再推导其它不同空心截面类型墩柱的剪跨比修正系数，得到不同截面形式墩柱的剪跨比修正系数表；

查剪跨比修正系数表，获得对应空心截面形式墩柱的剪跨比修正系数α，计算对应截面墩柱的剪跨比，λ’＝αλ；

根据空心截面墩柱的剪跨比λ’与判断阈值1.5与2的关系，得出墩柱破坏模式的判断结果，当λ’＞2，空心截面墩柱发生弯曲破坏；当λ’＜1.5，发生剪切破坏；当1.5≤λ’≤2，发生弯剪破坏。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明从能够反应剪跨比本质的截面上正应力与切应力比值出发，推导了适用于不同空心截面形式墩柱的剪跨比。该公式与实心墩柱剪跨比具有相同的数学表达形式，且给出的空心墩墩底截面上正应力与切应力的比值与实心墩相同，可沿用原实心墩柱破坏模式判断阈值，避免了判断阈值的重新统计，易于应用。

2、本发明提出的钢筋混凝土空心墩柱破坏模式判断方法在保证易用性的前提下能正确地判断空心截面形式墩柱的破坏模式，可在工程设计时避免易发生脆性弯剪、剪切破坏墩柱的出现，有益于提高土木工程结构的安全性。

3、本发明过程表明，空心墩柱横截面的削弱并不影响钢筋混凝土墩柱的截面内力，而是直接影响截面上应力分布规律；其显著增大了截面上的最大切应力，减小了截面上正应力与切应力的比值，从而影响了墩柱的剪跨比。这种影响在本发明提出的剪跨比公式中主要体现在截面等效高度的增大。本发明可在一定程度上促进空心截面高墩设计理论的发展。

附图说明：

为了清晰说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。

图1为本方法的流程框图；

图2为钢筋混凝土墩柱及其横截面示意图；

图3墩柱的圆形截面示意图；