[發明專利]一種預測FRP-鋼復合約束混凝土圓柱受壓全曲線的方法

有效

• 申請號: 201711075040.2
• 申請日: 2017-10-31
• 公開（公告）號: CN107871038B
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發明（設計）人: 魏洋;張希;張依睿
• 申請（專利權）人: 南京林業大學
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F30/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種預測FRP-鋼復合約束混凝土圓柱受壓全曲線的方法，其特征在于，所述FRP-鋼復合約束混凝土圓柱為螺旋箍筋約束混凝土外包裹一層或一層以上FRP或者鋼管約束混凝土圓柱外包裹一層或一層以上FRP，FRP-鋼復合約束混凝土圓柱受壓全曲線的確定方法包括如下步驟：

1)分析準備，采集相關基本參數：包括截面直徑D、混凝土標準圓柱體抗壓強度f_co、鋼材(箍筋或鋼管)截面面積A_sp、鋼材(箍筋或鋼管)的屈服強度f_sy、箍筋的間距S或鋼管的厚度t_s、核心混凝土截面積的直徑d_s、FRP的彈性模量E_f、FRP的厚度t_f、FRP的極限應變ε_f；

2)計算相關額外參數，FRP-鋼復合約束混凝土柱的極限應力f_cu、極限應變ε_cu、峰值應力f_cc、峰值應變ε_cc、a、b、c；

極限應力f_cu的計算公式為：極限應力f_cu的計算公式考慮到FRP和鋼之間的相互作用，在公式中引入常數0.21代表鋼對FRP約束混凝土的有益影響系數；極限應變ε_cu的計算公式為：峰值應力f_cc的計算公式為：峰值應變ε_cc的計算公式為：其中，FRP的側向約束強度f_lf的計算公式為：箍筋的側向約束強度f_ls的計算公式為：鋼管的側向約束強度f_ls的計算公式為：FRP-鋼復合約束的側向約束強度f_l的計算公式為：FRP的側向剛度E_l的計算公式為：核心混凝土截面積A_cc與圓柱試件截面積A_g之比的計算公式為：參數a的計算公式為：參數b＝-0.1；參數c的計算公式為：其中，初始模量E_c的計算公式為：峰值應力處的割線模量E_sec的計算公式為：參數δ＝0.01；

3)將基本參數和額外參數代入計算模型其中根據約束混凝土的狀態，選擇相應的峰值應力f_cc、峰值應變ε_cc、a、b、c參數代入模型進行計算，得到不同階段的應力-應變曲線，各階段相接得到完整的FRP-鋼復合約束混凝土圓柱受壓全曲線，在FRP斷裂點之前，代入FRP-鋼復合約束的峰值應力f_cc、峰值應變ε_cc，在FRP斷裂之后，代入鋼約束的峰值應力f_cc、峰值應變ε_cc。

2.根據權利要求1所述的一種預測FRP-鋼復合約束混凝土圓柱受壓全曲線的方法，其特征在于，在步驟2)中，極限應變ε_cu的計算公式由FRP約束混凝土圓柱與鋼約束混凝土圓柱的極限應變公式相加得到。

3.根據權利要求1所述的一種預測FRP-鋼復合約束混凝土圓柱受壓全曲線的方法，其特征在于，在步驟2)中，峰值應力f_cc、峰值應變ε_cc的計算公式與FRP的剛度E_l和混凝土標準圓柱體抗壓強度f_co有關，峰值應變ε_cc的計算公式中引入常數0.65代表FRP對鋼約束混凝土峰值應變ε_cc的抑制系數。

4.根據權利要求1所述的一種預測FRP-鋼復合約束混凝土圓柱受壓全曲線的方法，其特征在于，在步驟3)中，一種預測FRP-鋼復合約束混凝土圓柱受壓全曲線的計算模型中的參數δ是一個很小的常數，可以取δ＝0.01，為了避免x＝0時，b為負數時函數出現奇點。