RC梁三维多向裂缝实验研究及数值模拟

在钢筋混凝土结构中,已存在裂缝对新裂缝的产生和发展有影响,从而对结构承载力性能亦有影响。为研究三维情况下裂缝交叉扩展的机理及其对结构承载力性能的影响,该文设计截面为正六边形对称配筋的钢筋混凝土梁实验,通过变换加载面和加载方式使梁分别产生竖直方向贯通的弯曲裂缝以及两种方向的剪切斜裂缝,并使各裂缝在空间相互交叉。通过实验,观察三维多向裂缝交叉扩展过程,测量梁各阶段荷载-挠度曲线,最后分析裂缝交叉扩展相互作用机理及其对梁构件承载力的影响的基本规律。针对多向裂缝相互作用机理建立三维多向固定裂缝模型,数值模拟结果表明该模型能够模拟多向裂缝交叉情况及其相互作用影响。

钢筋混凝土三维多向固定裂缝本构模型

为了研究钢筋混凝土结构在复杂荷载作用下裂缝间存在的交互作用,用三维数值分析方法模拟了裂缝交叉特性。采用有限元中弥散裂缝概念,建立了三维多向固定裂缝模型。进行了本构关系检验和试验验证。结果表明:该模型能够分析钢筋混凝土结构多向裂缝问题。通过正六边形截面梁构件变换加载面和加载方式试验,研究分析了裂缝空间交叉的相互影响作用。将三维多向固定裂缝模型应用于上述试验的结果表明:该模型能够较好地分析钢筋混凝土结构三维多向开裂及裂缝交叉扩展过程。