基于对横向钢筋横向性能的评价设计螺旋钢筋限制混凝土柱的方法
摘要：横向钢筋在峰值应力下的应变是很困难的，因为需要考虑很多参数，建立了横向钢筋横向应变的回归分析模型和人工神经网络（ANN）模型，并建立了ANN模型，确定了横向钢筋屈服于约束混凝土峰值应力时的体积比范围，达到了预期的目的，利用111组前人研究的数据集，测试了影响参数对侧向应变的影响，并判断了在约束混凝土峰值应力下横向钢筋是否屈服，考虑了无侧移混凝土的抗压强度和纵向配筋率，对于横向应变预测模型，在理论分析的基础上提出了回归分析方程，而神经网络模型则是根据收集的数据确定的；对于合适体积比的范围确定模型，结果表明，人工神经网络模型具有较高的横向应变预测效率，其预测精度和预测能力均高于回归分析模型，利用所提出的神经网络模型计算了不同约束混凝土中横向配筋的适宜体积比范围，最后利用所推荐的横向应变预测模型和横向配筋体积比确定模型，可以指导工程实践。
关键词：横向应变 横向钢筋 混凝土柱 预测模型 适度测定比例范围
1简介
近年来，高强度混凝土在工程建设中的应用已超过100mpa，高强度混凝土在工程设计、经济、环境等方面的优势明显，但高强度混凝土具有明显的脆性特征[1,2]，在细石混凝土中应用螺旋箍筋是提高混凝土抗压强度的有效途径[3,4]，但在约束混凝土中，若采用低强度钢约束高强混凝土。钢不能为混凝土提供有效的围压，钢筋可能在混凝土的峰值应力处断裂：反之，如果高强度钢约束普通强度混凝土约束混凝土峰值应力屈服导致钢的强度不能充分发展。这个箍筋的强度和数量应与保证钢筋混凝土抗压强度约束混凝土峰值应力屈服。约束混凝土峰值应力下的配箍应变是评价配箍性能的重要指标。不幸的是，因为箍筋与混凝土之间的复杂机理，预测应变是一个巨大的挑战，[5]。
在过去的几十年里，研究人员建立了国防部-螺旋箍筋性能评价的其他方法-细混凝土。研究分为两组：一个是峰值应变，峰值应力的预测，二是确定合适的配箍体积比范围，并对箍筋进行横向性能评价。前一组主要集中在论约束混凝土的压缩性能用于指导约束混凝土的设计。Richart等人。[6，7]提出了约束混凝土的峰值应力及其应用普通强度混凝土；Mander等人。[5] 提议的评价反式渗透效果的限制系数-峰值应变和峰值应力的反向增强基于试验结果的约束混凝土[8–10]。随后的研究人员集中在修改实验与理论的约束系数分析以适应普通和高强度混凝土。后者的重点是调整横向加固以确保横向加固-受力屈服于约束混凝土的峰值应力。最小容积率的计算公式约束混凝土中的横向钢筋根据ACI 318[11]确定；Zheng等人。[12] 提议横截面体积比预测模型螺旋箍约束混凝土中的钢筋三维回归分析箍筋的拉伸屈服应变和混凝土强度确保横向钢筋屈服，模型可用于指导约束混凝土的设计小于60兆帕；Dong等人。[13，14]提出了一种适用于25～120mpa混凝土强度范围内的被动约束和主动约束混凝土侧向应变预测模型；Kim等。[15] 修正最小体积比方程-基于ACI 318的横向钢筋配置提高钢筋混凝土柱的延性为了恢复他们的压力；Alacali等人。[16] 用神经网络模型预测钢筋混凝土柱的侧向约束系数，来估计箍筋的约束程度。推荐的模型可用于预测19.6-56.4mpa范围内的混凝土。
从以往的研究中，现有的模型适用于螺旋箍筋约束强度标准克里特岛的设计，对于高强度混凝土，现有的模型应修改模型中的参数。此外，在现有的模型中，横向钢筋的侧向应变在峰值应力时可能不屈服，横向钢筋的强度不能充分发展，同时，所提出的模型假定当约束混凝土柱在横向钢筋的低体积比处达到峰值应力时，螺旋箍筋完全屈服，但所提出的模型可能不适用于高强度混凝土的脆性破坏。另外，高强度钢筋可能不屈服于普通强度混凝土，确定横向钢筋体积比的适宜范围-不同强度混凝土的受力是一个重要因素-约束混凝土设计的一般程序。在现有模型中引入新的实验数据超过混凝土强度的具体范围时，应重新评价模型。因此，有必要建立预测配箍横向应变的模型，并在适当范围内确定配箍体积比，以保证峰值应力下的侧向屈服。
本文的目的是提出两种模型来预测箍筋的侧向应变，并确定横向配筋的适当体积比范围。为了达到这一目的，我们建立了一个包含111组实验数据的可靠数据库，并用该模型确定了横向增强体的合适体积比范围。
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