[發明專利]銹蝕鋼筋混凝土梁正截面抗彎承載力簡化計算方法

有效

• 申請號: 202011502706.X
• 申請日: 2020-12-18
• 公開（公告）號: CN112632667B
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發明（設計）人: 姜超;顧祥林;丁豪
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F30/20;G06F17/18;G06F119/14
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 吳林松

一種銹蝕鋼筋混凝土梁正截面抗彎承載力簡化計算方法，包括如下步驟：(1)測量并計算銹蝕前后鋼筋混凝土梁的基本參數；(2)判定正截面受彎破壞模式；(3)計算不同破壞模式下銹蝕鋼筋混凝土梁的正截面抗彎承載力。本發明提供的銹蝕鋼筋混凝土梁正截面抗彎承載力簡化計算方法，以判定正截面受彎破壞模式為基礎，涉及求解的最高次方程為一元二次方程，具有概念清晰、計算簡便的優點，方便本領域技術人員快速準確計算銹蝕鋼筋混凝土梁的正截面抗彎承載力，為服役鋼筋混凝土結構的安全性評定提供支持。

技術領域

本發明屬于土木建筑工程技術領域，涉及銹蝕鋼筋混凝土梁正截面抗彎承載力簡化計算方法。

背景技術

在環境中侵蝕介質的長期作用下，混凝土結構中的鋼筋會發生銹蝕。鋼筋銹蝕導致混凝土結構性能退化，引起混凝土結構過早失效，給國民經濟和社會發展帶來巨大負擔。據估計，2014年我國腐蝕成本約占當年GDP的3.34％。如此重大的經濟損失是混凝土結構建設之初始料未及的。因此，把握混凝土結構性能演化規律，引發國內外學術界和工程界的廣泛關注。

為此，國內外大量學者探究了銹蝕鋼筋混凝土梁的受彎性能，并提出了其正截面抗彎承載力計算方法。現有銹蝕鋼筋混凝土梁正截面抗彎承載力計算公式可分為兩類：I)采用基于銹蝕率的函數修正初始未銹蝕時抗彎承載力獲得的銹蝕鋼筋混凝土梁正截面抗彎承載力計算公式；II)考慮銹蝕鋼筋力學性能退化、銹蝕鋼筋-混凝土粘結性能退化等因素，開展截面分析獲得的銹蝕鋼筋混凝土梁正截面抗彎承載力計算公式。第I類公式直接通過試驗數據回歸分析獲得基于銹蝕率的修正函數，其形式雖然簡單，但并未從根本上反映鋼筋銹蝕引發鋼筋混凝土梁正截面抗彎性能退化的機理，且其對試驗數據依賴程度高，普適性存疑。第II類公式明確考慮鋼筋銹蝕引發鋼筋混凝土梁正截面抗彎承載力退化的機理，其適用性更廣，但是現有第II類公式多數主要針對受拉縱筋銹蝕后梁的破壞模式仍為適筋破壞的情況，或者并未區分正截面受彎破壞模式。

然而，隨著銹蝕率增大，鋼筋的屈服強度、屈服應變、極限強度及極限應變都變小，屈服平臺不斷縮短甚至消失。如此，銹蝕鋼筋混凝土梁受彎失效時，受壓區混凝土可能壓碎，但受拉銹蝕縱筋可能未屈服、已屈服或已強化。或者，銹蝕嚴重時，受壓區混凝土還未壓碎，受拉銹蝕縱筋已拉斷。這說明，受拉縱筋銹蝕可能導致鋼筋混凝土梁的正截面受彎破壞模式發生改變。然而，當前尚缺乏明確區分不同受彎破壞模式的銹蝕鋼筋混凝土梁正截面抗彎承載力簡化計算方法。

發明內容

針對背景技術中的不足，本發明提供了一種銹蝕鋼筋混凝土梁正截面抗彎承載力簡化計算方法，可方便準確計算不同破壞模式下銹蝕鋼筋混凝土梁的正截面抗彎承載力。

本發明提供的銹蝕鋼筋混凝土梁正截面抗彎承載力簡化計算方法，包括如下步驟：

(1)測量并計算銹蝕前后鋼筋混凝土梁的基本參數

所述的銹蝕前后鋼筋混凝土梁的基本參數包括截面寬度b、截面高度h、截面有效高度h₀、混凝土抗壓強度f_c、混凝土抗拉強度f_t；變形或光圓的鋼筋類型、受拉縱向鋼筋平均銹蝕率η_s、與鋼筋根數n及直徑d相關的初始配筋面積A_s0；未銹蝕鋼筋彈性模量E_s0、屈服強度f_y0、極限強度f_u0、屈服應變ε_y0、強化應變ε_sh0、極限應變ε_u0；計算界限I銹蝕率η_syb、界限II銹蝕率η_shb及界限III銹蝕率η_sub；計算界限I相對受壓區高度ξ_yb、界限II相對受壓區高度ξ_hb及界限III相對受壓區高度ξ_ub。

(2)判定銹蝕鋼筋混凝土梁正截面受彎破壞模式

所述的銹蝕鋼筋混凝土梁正截面受彎破壞模式包括：