[發(fā)明專利]預(yù)測鋼-混凝土-鋼組合深梁抗剪承載力的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410840604.7
• 申請日: 2014-12-30
• 公開（公告）號: CN104598723A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃振宇
• 申請（專利權(quán)）人: 黃振宇
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 東莞市展智知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44308
• 代理人: 馮衛(wèi)東

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及土木工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種比現(xiàn)有規(guī)范更合理準(zhǔn)確評估曲線型組合深梁的抗剪承載力方法。

背景技術(shù)

《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB?50010)規(guī)定，跨度與高度之比λ＝l/h≤2.0的簡支梁和λ＝l/h≤2.5的連續(xù)梁為深梁。深梁結(jié)構(gòu)內(nèi)部體系受力復(fù)雜，導(dǎo)致較多種破壞模式。鋼筋混凝土深梁一般受剪機(jī)理為斜截面受壓破壞，箍筋屈服。《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定的受剪承載力確定方法屬于半經(jīng)驗半實驗方法，承載力簡單分為混凝土和鋼筋(受拉鋼筋和受剪鋼筋)的貢獻(xiàn)。

鋼-混凝土-鋼組合深梁結(jié)構(gòu)是相對新型的結(jié)構(gòu)體系，鋼板分別外置于梁體底部和頂部，鋼板之間內(nèi)充混凝土，其是具有承載力高和高延性的新型結(jié)構(gòu)。混凝土與鋼板之間粘結(jié)作用通常采用焊接栓釘，角鋼等連接件連接來確保兩種材料共同工作。在荷載作用下，底鋼板受拉，頂鋼板受壓。目前對于組合深梁受剪計算更多是套用鋼筋混凝土深梁抗剪評估方法，如采用Eurocode?2鋼筋混凝土梁抗剪評估方法。但是，組合深梁和鋼筋混凝土深梁破壞機(jī)理不盡相同，因此完全套用現(xiàn)有規(guī)范方法是不合理。而且特別對于設(shè)計曲線形的組合深梁(鋼-混凝土-鋼組合拱)，忽略了其拱效應(yīng)，是不合理的。組合深梁(λ≤2)在極限狀態(tài)下，臨界斜裂縫沿著支座(或反彎點)和加載點開展。裂縫開展后，位于混凝土斜壓桿下端鋼板應(yīng)變迅速增大，甚至超過跨中鋼板應(yīng)變，達(dá)到屈服，斜壓桿局部產(chǎn)生較大變形。緊接著，混凝土斜壓桿壓潰。而傳統(tǒng)鋼筋混凝土深梁沒有類似破壞機(jī)理。

目前國內(nèi)外設(shè)計規(guī)范的對抗剪承載力采用半經(jīng)驗半實驗的評估方法，簡單分成混凝土抗剪貢獻(xiàn)和鋼筋(或鋼材)的抗剪貢獻(xiàn)，在很多設(shè)計實例中過于保守。例如，歐洲混凝土設(shè)計規(guī)范Eurocode?2和中國《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB?50010)條文中，梁的抗剪承載力確定方法分別滿足以下方程

Eurocode?2：

V_Rd＝V_Rd,s+V_Rd,c??(1)

V_Rd,c＝[C_Rd,ck(100ρ₁f_ck)^1/3]b_wd≥v_minb_wd??(2)

VRd,s=Aswszfywdcotθ---(3)]]>

式中各個參數(shù)按照Eurocode?2取用，C_Rd,c＝0.18/γ_c，γ_c為混凝土材料安全系數(shù)；ρ₁＝(A_sb/bh)≤0.02；f_ck為混凝土圓柱體抗壓強(qiáng)度；A_sw為抗剪截面面積；f_ywd為箍筋抗剪屈服強(qiáng)度；s為箍筋間距；z為受彎內(nèi)力臂；θ為混凝土斜壓桿與梁軸線夾角，取1≤cotθ≤2.5。

《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB?50010)：