[發明專利]配筋U形活性粉末混凝土永久梁模板的抗彎承載力計算方法

有效

• 申請號: 202011122304.7
• 申請日: 2020-10-20
• 公開（公告）號: CN112270141B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發明（設計）人: 王新穎;鞠彥忠;王德弘;賈克勤;邢國良;張曉磊
• 申請（專利權）人: 東北電力大學
• 主分類號: G06F30/28
• 分類號: G06F30/28;G06F113/08;G06F119/14
• 代理公司: 吉林市達利專利事務所 22102
• 代理人: 陳傳林

本發明公開了一種涉及混凝土結構設計領域的配筋U形活性粉末混凝土永久梁模板的抗彎承載力計算方法，其特點是：根據配筋U形活性粉末混凝土永久梁模板的結構，配筋U形活性粉末混凝土永久梁模板在開裂的臨界狀態時，按照平截面假定，應變呈線性變化，在臨近開裂的狀態下，頂部受壓區活性粉末混凝土所受的壓應力處于較低的水平，仍處于線彈性增長階段，因此將受壓區的應力狀態簡化為三角形，并充分考慮活性粉末混凝土的抗拉性能，將受拉區簡化成三角形和矩形分形式計算開裂彎矩，其計算方法更符合實際結構的要求，安全性能更好，為配筋U形活性粉末混凝土永久梁模板的設計提供了科學的依據，其計算方法簡單、準確，適用性強，效果佳。

技術領域

本發明涉及混凝土結構設計領域，特別是涉及一種配筋U形活性粉末混凝土永久梁模板的抗彎承載力計算方法。

背景技術

U形活性粉末混凝土永久梁模板是將活性粉末混凝土和U形永久梁模板結合在一起的新型結構。活性粉末混凝土是由法國Bouygues實驗室研制出的一種超高強、高耐久性、高韌性的新型水泥基復合材料。目前的建筑結構體系中大量使用的建筑模板造成了大量資源的浪費，經統計發現在建筑結構現澆施工中，模板及支護體系的造價已達到現澆構件總造價的25％以上，并且支護所需工時占總工時的35％左右，支護所需工期更是達到總工期的一半以上。采用混凝土預制構件作為模板成為一種新的解決方式，也符合裝配式結構發展潮流。利用活性粉末混凝土的優勢，高強高韌性等應用到U形永久梁模板中，既可以作為永久模板使用，也可以作為構件的一般分承受荷載。對于這種活性粉末混凝土在U形永久梁模板應用中的設計方法目前沒有明確的計算方法，是一種亟待解決的問題。

對于U形永久梁模板，要求其與后澆混凝土協同受力，施工過程中無需拆模，在起吊、運輸、安裝以及澆注梁內部混凝土的過程中，永久模板應不開裂，變形不超限，應具備良好的承載能力。現有技術中，對于普通混凝土梁的開裂計算方法，是將受拉區簡化為矩形或將受拉區簡化為梯形，建立了開裂彎矩的計算方法，但是沒有考慮鋼筋的影響。現有技術中，也有一種箍筋置入肋形式的免拆模板，采用普通混凝土做成，根據普通混凝土規范的計算公式計算了開裂彎矩。普通混凝土計算時忽略了抗拉強度的影響，而活性粉末混凝土是由石英砂(粗、中、細)、水泥、礦物摻合料、水、外加劑、鋼纖維等按一定比例制作而成，具有高的抗拉強度，其抗拉強度對于承載能力的提高不可忽略。在配筋U形活性粉末混凝土永久梁模板的開裂彎矩計算方法方面，目前研究較少，其活性粉末混凝土抗拉強度的荷載分擔形式需要亟待進一步的研究。迄今，尚未見有關本配筋U形活性粉末混凝土永久梁模板的抗彎承載力計算方法文獻報道和實用應用。

發明內容

本發明的構思基礎是，根據活性粉末混凝土的抗拉應力-應變曲線，考慮活性粉末混凝土抗拉強度和配筋的影響，建立承載能力計算模型，提出一種配筋U形活性粉末混凝土永久梁模板的受彎性能計算方法，并通過試驗進行了驗證。

本發明所要的技術問題是，克服現有技術的不足，提供一種科學合理，計算方法簡單、準確，適用性強，效果佳的配筋U形活性粉末混凝土永久梁模板的抗彎承載力計算方法。

解決其技術問題，采用的技術方案是：一種配筋U形活性粉末混凝土永久梁模板的抗彎承載力計算方法，其特征在于，它包括以下內容：根據配筋U形活性粉末混凝土永久梁模板的結構，配筋U形活性粉末混凝土永久梁模板在開裂的臨界狀態時，按照平截面假定，應變呈線性變化，在臨近開裂的狀態下，頂部受壓區活性粉末混凝土所受的壓應力處于較低的水平，仍處于線彈性增長階段，因此將受壓區的應力狀態簡化為三角形，其合力為D，受壓區高度為x_c，因底部受拉區未出現裂縫，底部活性粉末混凝土處于極限拉應力狀態，因此將底部受拉區應力簡化為三角形和矩形分布，受拉區三角形的高度為h₁，受拉區高度為x_t，矩形分布的拉應力為f_t，根據試驗確定活性粉末混凝土材料的受拉峰值應變ε_t0與構件受拉區邊緣開裂應變ε_tu的比值α，確定受拉區三角形高度h₁與受拉區高度為x_t的關系，根據應力分布的形式，計算各部分的力值，由力的平衡條件∑N＝0得：