[發明專利]一種對應構件不屈服性能狀態所需鋼筋面積的配筋方法

有效

• 申請號: 201410219233.0
• 申請日: 2014-05-23
• 公開（公告）號: CN103967161A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 林超偉;王興法
• 申請（專利權）人: 香港華藝設計顧問(深圳)有限公司
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種對應構件不屈服性能狀態所需鋼筋面積的配筋方法，首先假設：1）在動力時程過程中構件截面內鋼筋吸收的能量不隨鋼筋面積而變化；2）鋼筋本構關系為雙線性模型,在大震輸入時，結構多通過構件耗能來消耗地震的輸入能量，構件消耗的能量大小表現為截面內材料的本構關系滯回耗能大小,其特征在于根據假定，構件截面內鋼筋應變一旦大于屈服應變，表明鋼筋出現屈服，此時鋼筋吸收能量為E_A，計算剛剛處于屈服狀態的鋼筋包含能量E_B，根據能量等效原則建立方程，再逐步推導對應構件性能狀態所需鋼筋面積。

2.根據權利要求1所述的對應構件不屈服性能狀態所需鋼筋面積的配筋方法，其特征在于具體過程如下：

1)鋼筋部分能量E的計算分析

假定鋼筋面積為A_s，鋼筋已經屈服，時程過程中其最大受拉應變為ε_s，鋼筋部分總的能量E為式（1）：

（1）

式中F為鋼筋對應的軸力，U為鋼筋軸向的變形量，σ_s為鋼筋應變對應的應力，L為長度，對構件而言，As和L都是常數，則式（1）可以寫成式（2）；

（2）

根據上式可知:

（3）

式中S_A、S_B為鋼筋材料吸收的能量；

公式（3）表明構件長度一致時，能量大小只與鋼筋面積、鋼筋應力應變包含的面積大小相關，此外，鋼筋的本構關系一旦確定，應力應變包含的面積可以用應變來表達，總之，在能量不變的前提下，可以通過調整鋼筋面積來實現鋼筋所要達到的應變狀態；

2)E_A與E_B的計算分析

鋼筋面積為A_s1和A_s2的同一根構件，時程過程中面積為A_s1的鋼筋進入塑性，其最大受拉應變為ε_s，時程過程中面積為A_s2的鋼筋剛剛進入屈服，則根據式（3），則

（4）

式（4）的物理意義在于控制構件鋼筋處于不屈服狀態，則構件需要的配筋應不小于A_s2；

3)鋼筋面積As2計算

根據式（4）展開：

(5)

(6)

根據公式（6）演算出來的A_s2認為時程過程中鋼筋剛剛進入屈服的臨界狀態,在工程設計中，構件鋼筋若要處于不屈服狀態，則構件的配筋應大于A_s2。

3.根據權利要求1所述的對應構件不屈服性能狀態所需鋼筋面積的配筋方法，其特征在于上述構件截面內材料為鋼筋、混凝土。