[發明專利]植筋法加固置芯梁的正截面極限承載力的計算方法

在審

• 申請號: 201510898326.5
• 申請日: 2015-12-08
• 公開（公告）號: CN105426691A
• 公開（公告）日: 2016-03-23
• 發明（設計）人: 熊學玉;薛榮軍
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 吳林松;張潔

1.一種植筋法加固置芯梁的正截面極限承載力的計算方法，其中所述筋作為加固材料，植入芯材的底部以加固芯材，所述芯材再設置在梁的外殼的受拉區內以加固所述梁，其特征在于：所述方法包括以下步驟：

(1)對加固過程做基本假設；

(2)計算所述加固置芯梁中各材料破壞情形下，所述芯材的橫截面的應力應變關系；

(3)計算各材料破壞情形下，所述芯材的橫截面的受壓區的高度以及所述芯材的橫截面的受壓區的塑性發展的高度；

(4)根據各材料破壞情形下所述芯材的橫截面的受壓區的高度和受壓區的塑性發展的高度，計算對應的各材料破壞情形下加固置芯梁的正截面受彎承載力，得到加固置芯梁的考慮塑性發展的正截面極限承載力。

2.根據權利要求1所述的植筋法加固置芯梁的正截面極限承載力的計算方法，其特征在于：所述筋為CFRP筋或者鋼筋。

3.根據權利要求2所述的植筋法加固置芯梁的正截面極限承載力的計算方法，其特征在于：所述步驟(1)的基本假設包括：

(11)假設梁的外殼對加固置芯梁的貢獻為零；

(12)假設置芯梁的橫截面變形前后均保持平面；

(13)假設置芯梁受拉區開裂之前，加固材料和芯材之間協調變形，不出現粘結滑移現象；

(14)假設芯材的受壓本構模型取理想彈塑性模型，受拉本構模型取線彈性模型；

(15)當所述筋為CFRP筋時，假設CFRP筋的本構模型取線彈性模型；當所述筋為鋼筋時，假設鋼筋的本構模型選理想彈塑性模型。

4.根據權利要求2所述的植筋法加固置芯梁的正截面極限承載力的計算方法，其特征在于：所述芯材為木材，包含木纖維；所述各材料破壞情形包括：

受拉的芯材的木纖維拉斷引起的破壞；

受壓的芯材的木纖維達到極限應變引起的破壞；

當所述筋為CFRP筋時，CFRP筋達到極限強度引起的破壞；當所述筋為鋼筋時，鋼筋屈服、芯材的木纖維拉斷開裂引起的破壞。

5.根據權利要求3所述的植筋法加固置芯梁的正截面極限承載力的計算方法，其特征在于：所述步驟(2)包括：

按下式計算受拉的芯材的木纖維拉斷引起破壞的情形下，芯材的橫截面的應力應變關系：

ϵtuwϵcyw=h0-xcxc-xcp=σtuwσcyw=Rσ]]>

其中：表示芯材的木纖維的極限拉應變；

表示芯材的木纖維的屈服壓應變；

h₀表示筋的受力幾何中心到芯材的受壓邊緣的距離；

x_c表示芯材的橫截面的受壓區的高度；

x_cp表示芯材的橫截面的受壓區的塑性區發展的高度；

表示考慮強度折減的情況下芯材的木纖維的極限拉應力；

表示不考慮強度折減的情況下芯材的木纖維的屈服壓應力；

R_σ表示芯材的木纖維的最大拉應力與最大壓應力的比值；

按下式計算受壓的芯材的木纖維達到極限壓應變引起破壞的情形下，芯材的橫截面的應力應變關系：

xcpxc-xcp=ϵcuw-ϵcywϵcyw=γϵ]]>

其中：表示芯材的木纖維的極限壓應變；

γ_ε表示芯材的木纖維的極限塑性應變與彈性應變的比值；

當所述筋為CFRP筋時，按下式計算CFRP筋達到極限強度引起破壞的情形下，芯材的橫截面的應力應變關系：

其中：表示CFRP筋本構模型中的極限拉應變；

表示CFRP筋本構模型中的極限拉應力；

α_E表示CFRP筋的彈性模量與芯材的彈性模量的比值；

當所述筋為鋼筋時，按下式計算鋼筋屈服、芯材的木纖維拉斷開裂引起破壞的情形下，芯材的橫截面的應力應變關系：