Probabilistic Shear Strength Model and Its Calibration for Corroded RC Columns

Bo YU; Zihao DING; Ganzhan LING; Ying HUANG

doi:10.13409/j.cnki.jdpme.201911025

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Probabilistic Shear Strength Model and Its Calibration for Corroded RC Columns

更新时间：2025-09-25

- Probabilistic Shear Strength Model and Its Calibration for Corroded RC Columns
- Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering Vol. 42, Issue 1, Pages: 118-125(2022)
- 作者机构：
  
  1.广西大学土木建筑工程学院, 广西南宁 530004
  2.工程防灾与结构安全教育部重点实验室, 广西南宁 530004
  3.广西防灾减灾与工程安全重点实验室, 广西南宁 530004
  4.西南交通大学土木工程学院, 四川成都 610031
  5.广西路桥工程集团有限公司, 广西南宁 530200
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13409/j.cnki.jdpme.201911025
  CLC： TU311.4
- Published：28 February 2022
- 稿件说明：
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余波,丁自豪,凌干展等.锈蚀RC柱的概率抗剪承载力模型与校准分析[J].防灾减灾工程学报,2022,42(01):118-125.

YU Bo,DING Zihao,LING Ganzhan,et al.Probabilistic Shear Strength Model and Its Calibration for Corroded RC Columns[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2022,42(01):118-125.
余波,丁自豪,凌干展等.锈蚀RC柱的概率抗剪承载力模型与校准分析[J].防灾减灾工程学报,2022,42(01):118-125. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.201911025.

YU Bo,DING Zihao,LING Ganzhan,et al.Probabilistic Shear Strength Model and Its Calibration for Corroded RC Columns[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2022,42(01):118-125. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.201911025.

摘要

为了克服传统确定性抗剪承载力模型无法合理考虑随机性所存在的不足，综合考虑力学机制和多种随机性，研究建立了锈蚀钢筋混凝土（RC）柱抗剪承载力分析的概率模型，并据此提出了可以校准传统确定性模型的概率方法。首先依据桁架⁃拱模型的剪力传递机制，综合考虑锈蚀对纵筋和箍筋的截面积、箍筋有效屈服强度、混凝土有效抗剪截面积的影响，建立了锈蚀RC柱的确定性抗剪承载力模型；然后综合考虑模型假定、试验数据和材料参数等方面所存在的随机性，建立了抗剪承载力分析的概率模型；最后基于概率模型的置信区间，提出了传统确定性抗剪承载力模型的概率校准方法。分析表明，该模型可以描述抗剪承载力的概率特性，并评估传统确定性抗剪承载力模型的预测精度。

Abstract

In order to overcome the disadvantage of traditional deterministic shear strength models which cannot reasonably consider uncertainties， a probabilistic shear strength model and corresponding probabilistic calibration method for corroded reinforced concrete （RC） columns were established by taking into consideration both mechanical mechanism and uncertainties. Firstly， the deterministic shear strength model of corroded RC column was established based on the shear transfer mechanism of truss-arch model by considering the influences of corrosion on cross-sectional area and mechanical properties of steel bar as well as effective shear area of concrete. Then the probabilistic shear strength model was established by considering the uncertainties from model assumption， experimental data and material parameters. Finally， the probabilistic calibration method for the traditional deterministic shear strength models was proposed based on the confidence internals of probabilistic model. Analysis shows that the model can represent the probabilistic characteristics of shear strength and calibrate the prediction accuracy of traditional deterministic shear strength models.

关键词

Keywords

references

Jimenez J I ， Villarreal J I ， Centeno M R ， et al . Tehuacan， Mexico Earthquake of June 15， 1999 ［J］， Seismological Research Letters ， 1999 ， 70 （ 6 ）： 698 - 704 .

Tran C T N ， Li B . Ultimate displacement of reinforced concrete columns with light transverse reinforcement ［J］. Journal of Earthquake Engineering ， 2013 ， 17 ： 282 - 300 .

Fernandez I ， Bairan J M ， Mari A R . Corrosion effects on the mechanical properties of reinforcing steel bars. Fatigue and σ–ε behavior ［J］. Construction and Building Materials ， 2015 ， 101 ： 772 - 783 .

Ou Y C ， Susanto Y T T ， Hwasung R . Tensile behavior of naturally and artificially corroded steel bars ［J］. Construction and Building Materials ， 2016 ， 103 ： 93 - 104 .

Chernin L ， Val D V . Prediction of corrosion-induced cover cracking in reinforced concrete structures ［J］. Construction and Building Materials ， 2011 ， 25 （ 4 ）： 1854 - 1869 .

Lu C H ， Jin W L ， Liu R G . Reinforcement corrosion-induced cover cracking and its time prediction for reinforced concrete structures ［J］. Corrosion Science ， 2011 ， 53 （ 4 ）： 1337 - 1347 .

颜桂云 . 锈蚀钢筋混凝土压弯构件恢复力性能的试验研究与承载力的理论分析［D］. 西安：西安建筑科技大学， 2001 .

Yan G Y . Experimental research on hysteretic characteristics and theoretical analysis of bearing capacity of corroded RC members with flexural and compressive axial loads ［D］. Xi'an ： Xi'an University of Architecture and Technology ， 2001 . （in Chinese）

王振 . 锈蚀钢筋混凝土短柱抗震性能及加固的试验研究［D］. 厦门：华侨大学， 2014 .

Wang Z . Experimental study on seismic performance and strengthening of corroded RC short columns ［D］. Amoy ： Huaqiao University ， 2014 . （in Chinese）

混凝土结构设计规范： GB J10—89 ［S］. 北京：中国建筑工业出版社， 1989 .

混凝土结构设计规范： GB 50010—2010 ［S］. 北京：中国建筑工业出版社， 2010 .

Vu N S ， Yu B ， Li B . Prediction of strength and drift capacity of corroded reinforced concrete columns ［J］. Construction and Building Materials ， 2016 ， 115 ： 304 - 318 .

Zhang D W ， Zhao Y X ， Jin W L ， et al . Shear strengthening of corroded reinforced concrete columns using pet fiber based composties ［J］. Engineering Structures ， 2017 ， 153 ： 757 - 765 .

Vu N S ， Li B . Seismic performance assessment of corroded reinforced concrete short columns ［J］. Journal of Structural Engineering ， 2018 ， 144 （ 4 ）： 04018018 .

Sezen H ， Moehle J P . Shear strength model for lightly reinforced concrete columns ［J］. Journal of Structural Engineering ， 2004 ， 130 （ 11 ）： 1692 - 1703 .

Pan Z F ， Li B . Truss-arch model for shear strength of shear-critical reinforced concrete columns ［J］. Journal of Structural Engineering ， 2012 ， 139 （ 4 ）： 548 - 560 .

惠云玲，林志伸，李荣 . 锈蚀钢筋性能试验研究分析［J］. 工业建筑， 1997 ， 27 （ 6 ）： 10 - 13，33 .

Hui Y L ， Lin Z S ， Li R . Experimental study and analysis on the property of corroded rebar ［J］. Industrial Construction ， 1997 ， 27 （ 6 ）： 10 - 13，33 . （in Chinese）

Higgins C ， Farrow III W C ， Potisuk T ， et al . Shear capacity assessment of corrosion-damaged reinforced concrete beams ［R］. Washington D C ： Oregon Department of Transportation ， 2003 .

张伟平，商登峰，顾祥林 . 锈蚀钢筋应力-应变关系研究［J］. 同济大学学报（自然科学版）， 2006 ， 34 （ 5 ）： 586 - 592 .

Zhang W P ， Shang D F ， Gu X L . Stress-strain relationship of corroded steel bars ［J］. Journal of Tongji University （Natural Science）， 2006 ， 34 （ 5 ）： 586 - 592 . （in Chinese）

Kim J H ， Mander J B . Influence of transverse reinforcement on elastic shear stiffness of cracked concrete elements ［J］. Engineering Structures ， 2007 ， 29 （ 8 ）： 1798 - 1807 .

赵羽习，金伟良 . 锈蚀箍筋混凝土梁的抗剪承载力分析［J］. 浙江大学学报（工学版）， 2008 ， 42 （ 1 ）： 19 - 24 .

Zhao Y X ， Jin W L . Analysis on shearing capacity of concrete beams with corroded stirrups ［J］. Journal of Zhejiang University （Engineering Science）， 2008 ， 42 （ 1 ）： 19 - 24 . （in Chinese）

Vecchio F J ， Collins M P . The modified compression-field theory for reinforced concrete elements subjected to shear ［J］. ACI Journal Technical Paper ， 1986 ， 83 （ 2 ）： 219 - 231 .

Canadian Standards Association . Design of concrete structures ［M］. Mississauga， Ontario， Canada ： CSA Committee ， 2004 .

Kim J H ， Mander J B . Truss modeling of reinforced concrete shear-flexure behavior ［R］. Buffalo， NY ： Multidisciplinary Center for Earthquake Engineering Research ， 1999 .

Paulay T ， Priestley M J N . Seismic design of reinforced concrete and masonry buildings ［M］. New York ： John Wiley and Sons ， 1992 .

Bernardo J M ， Smith A F M . Bayesian theory ［M］. Chichester， UK ： Wiley ， 2009 .

张建新 . 基于贝叶斯方法的有限元模型修正研究［D］. 重庆：重庆大学， 2014 .

Zhang J X . Research on the modification of finite element model based on Bayesian method ［D］. Chongqing ： Chongqing University ， 2014 . （in Chinese）

Haario H ， Laine M ， Mira A ， et al . DRAM： Efficient adaptive MCMC ［J］. Statistics and Computing ， 2006 ， 16 （ 4 ）： 339 - 354 .

Lee H S ， Kage T ， Noguchi T ， et al . An experimental study on the retrofitting effects of reinforced concrete columns damaged by rebar corrosion strengthened with carbon fiber sheets ［J］. Cement and Concrete Research ， 2003 ， 33 （ 4 ）： 563 – 570 .

Ou Y C ， Chen H . Cyclic behavior of reinforced concrete beams with corroded transverse steel reinforcement ［J］. Journal of Structural Engineering ， 2014 ， 140 （ 9 ）： 04014050 .

Vu N S . Experimental and analytical investigations on seismic behavior of corroded reinforced concrete members ［D］. Singapore ： Nanyang Technological University ， 2017 .

Ma G ， Li H ， Hwang H J . Seismic behavior of low-corroded reinforced concrete short columns in an over 20-year building structure ［J］. Soil Dynamics and Earthquake Engineering ， 2018 ， 106 ： 90 - 100 .

Li Q ， Niu D T ， Xiao Q H ， et al . Experimental study on seismic behaviors of concrete columns confined by corroded stirrups and lateral strength prediction ［J］. Construction and Building Materials ， 2018 ， 162 ： 704 - 713 .

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