钢筋混凝土截面损伤分析与检测
李淑舂，刁波，郑晓宁，孙洋
(北京航空航天大学土木工程系，北京100083)
摘要：以平截面假定和截面力平衡关系为基础，导出钢筋混凝土双向压弯截面含损伤变量的割线刚度、切线刚度矩阵
将截面受压混凝土分成若干四边形，用高斯数值积分完成每个四边形的积分，截面合损伤变量的刚度等于各四边形积分之
和。对截面进行了全过程损伤分析，并进行钢筋混凝土梁损伤试验，用冲击回波法检测垂直裂缝，试验检测结果-b理论分
析结果较吻合。
关键词：损伤变量；钢筋混凝土结构；损伤分析；高斯积分；裂缝检测
中图分类号：TU528．01 文献标识码：A 文章编号：1672—7029(2008)01—0011一(I5
Damage evaluation and detection on reinforced concrete section
LI Shu—ehun，D1AO Bo，ZHENG Xiao—ning，SUN Yang
(1)epartment of Ci、 il Engineering．Beijing Universil)of Aeronautics and Astronautics，Beijing 100083，China)
Abstract：Based on the assumption of plane sections and cross—section rome equilibrium equations，cross—section se
cant stiffness matrix and tangent stifness lnatrix including damage variable subjected to biaxial bending were derived．
The compression concrete cross—section was divided into several qu adrangle regions，an d integration of each qu adran gle
was completed by numerical Gauss integration．Geometric parameters of the cross— section stifness matrices were ca|cu—
lated by addition all the quadrangles．Damage analysis of CROSS—section in loading history subjected to biaxial bending is
completed and a simple——supported bemn damage test under loading Was investigated and deteeted cracks in the beam
with impact echo method．Research indieates the theoretical results are agree well with the experimental data．
Key words：damage variable；reitforced concrete structure；damage analysis；Gauss integral；crack detection
钢筋混凝土任意截面全过程分析结果能够反
映截面从加载直至破坏的受力性能¨ ，反映结构
主要受力阶段的内力和刚度等宏观力学特性。但
这种方法不能解释结构在加载过程中的损伤裂化
程度。损伤力学主要研究材料力学性能的演变过
程，用于研究混凝土结构，不仅可以动态追踪混凝
土材料损伤造成的强度衰减、刚度退化等，还可以
量化混凝土结构的损伤程度及其累积损伤。本文
在提出混凝土受压损伤变量模型和混凝土损伤本
构关系的基础_j二，以平截面假定和截面力平衡关
系，建立混凝土双向压弯截面含损伤参数的分析模
型。利用冲击回波方法检测梁的垂直裂缝发展高
度，对试验数据进行综合分析，与计算结果比较，实
现对结构的损伤量化分析．．
1 损伤本构关系和截面平衡方程
1．1 基本假定
1)截面变形前后仍保持为平截面；
2)钢筋与混凝土之问充分粘结，无相对滑移；

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