[發明專利]超高性能混凝土受彎構件斜截面抗剪承載力的確定方法

在審

• 申請號: 202210228784.8
• 申請日: 2022-03-10
• 公開（公告）號: CN114676476A
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發明（設計）人: 邱明紅;邵旭東;唐穎;馮家輝
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F30/20;G06F119/14
• 代理公司: 長沙朕揚知識產權代理事務所(普通合伙) 43213
• 代理人: 錢朝輝

本發明公開了一種超高性能混凝土受彎構件斜截面抗剪承載力的確定方法，包括以下步驟：(1)獲得超高性能混凝土基體受剪承載力設計值V_c；(2)獲得纖維受剪承載力設計值V_f；(3)基于上述V_c和V_f，對其進行修正，獲得超高性能混凝土受彎構件主體材料修正值W；(4)獲取抗剪鋼筋受剪承載力設計值V_s；(5)獲取預應力彎起鋼筋受剪承載力設計值V_p；(6)根據W、V_s和V_p，確定超高性能混凝土受彎構件斜截面抗剪承載力V_u。本發明提供的超高性能混凝土受彎構件斜截面抗剪承載力的確定方法是利用大量超高性能混凝土抗剪試驗樣本進行誤差分析、系數修正和可靠度校核而得，具有適用范圍更廣、可靠度更高等特點。

技術領域

本發明屬于橋梁結構設計領域，尤其涉及一種超高性能混凝土構件受力性能的確定方法。

背景技術

超高性能混凝土(Ultra high performance concrete，簡稱UHPC)是一種高強、高韌、高耐久的新型水泥基復合材料。已有工程經驗表明，UHPC可有效減輕結構自重、強化結構抗裂性能、提升結構跨越能力和長期服役性能，在橋梁工程領域應用前景廣闊。由于UHPC構件趨向于薄壁化、輕型化，使得薄壁UHPC構件的抗剪受力問題變得更為突出。因此，UHPC受彎構件的抗剪承載力計算是UHPC橋梁結構設計的關鍵內容之一。

由于鋼筋混凝土的斜截面剪切破壞受力十分復雜、影響因素眾多，目前關于鋼筋混凝土梁的斜截面剪切破壞機理及斜截面受剪承載力計算理論尚未形成統一的理論共識。從20世紀至今，國內外學者提出的鋼筋混凝土梁抗剪承載力的計算理論主要有桁架理論、極限平衡理論、統計分析法等。目前，國內外已有較多學者針對配筋UHPC梁的抗剪性能和承載力計算方法，開展了相關研究工作。

Graybeal等人進行了3根AASHTO Ⅱ型截面的預應力無腹筋UHPC梁受剪性能試驗，發生了不同形式的破壞模式。Voo等人通過18根預應力I形梁UHPC梁研究了剪跨比、纖維率、纖維類型和預應力度對其抗剪性能的影響規律，并據此提出了UHPC梁抗剪承載力公式。Wu等人通過11根I形配筋UHPC梁研究了配筋率、剪跨比、纖維摻量等因素對其抗剪性能的影響，并基于試驗結果提出剪切開裂荷載和承載力計算公式。為了評估已有抗剪設計方法的安全性，Baby等人制作了11根3m長、0.38m高的I形UHPC梁，試驗參數包括UHPC類型、有無箍筋、縱筋形式(預應力筋/普通鋼筋)，驗證了法國UHPC結構設計指南承載力公式的安全性，并改進了剪切開裂荷載的計算方法。此外，Baby等人還采用修正壓力場理論方法來預測UHPC梁的抗剪性能。Ferrier等人還研究了配置FRP筋的UHPC梁的抗剪性能。徐海賓等人進行了9根T形UHPC梁抗剪性能試驗，試驗參數包括剪跨比、配箍率和預應力水平，并基于試驗結果擬合了UHPC梁抗剪承載力計算的經驗公式。鄭輝等人通過9根預應力UHPC薄壁箱梁的抗剪試驗研究了配箍率、剪跨比等參數對其抗剪性能的影響，并結合試驗結果提出了預應力UHPC梁抗剪承載力計算公式。季文玉等人通過12根T形UHPC梁研究了剪跨比、配箍率和縱筋率對其受剪性能的影響。

總體而言，目前國內外學者已開展了一定數量的UHPC梁受剪試驗，可為UHPC抗剪承載力計算方法的分析提供大量的數據樣本。與此同時，已有部分學者對UHPC抗剪承載力計算方法進行了一些研究，但均主要是通過自身試驗數據擬合修正所得，而試驗樣本數量偏少，其適用性、可靠性有待進一步研究。因此，有必要在系統分析試驗參數對UHPC抗剪承載力影響的基礎上，建立一個適用范圍更廣、可靠度更高的抗剪承載力確定方法。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服以上背景技術中提到的不足和缺陷，提供一種適用范圍更廣、可靠度更高的超高性能混凝土受彎構件斜截面抗剪承載力的確定方法。為解決上述技術問題，本發明提出的技術方案為：

一種超高性能混凝土受彎構件斜截面抗剪承載力的確定方法，包括以下步驟：