[发明专利]一种钢纤维再生混凝土梁的设计方法

权利要求书

1.一种钢纤维再生混凝土梁的设计方法，其特征在于：该钢纤维再生混凝土梁的设计方法包括以下步骤：

(1)、根据普通钢筋混凝土梁的高跨比经验值，初步确定钢筋钢纤维再生混凝土梁的截面高度h，根据其所处环境类别确定纵向受拉钢筋的保护层厚度α_s，从而得到该设计的钢筋钢纤维再生混凝土梁的有效截面高度h₀＝h-α_s；根据梁截面的宽高比经验值确定该设计的钢筋钢纤维再生混凝土梁的截面宽度b；

(2)、根据承载力极限状态确定该钢筋钢纤维再生混凝土梁的配筋率ρ_Mu值，在进行承载力极限状态确定该钢筋钢纤维再生混凝土梁的配筋率ρ_Mu值时，首先考虑截面受拉区钢纤维再生混凝土拉应力作用，根据截面弯矩平衡获得受压区高度x_Mu值，其具体的计算过程如下列公式：

上式中，M_u为弯矩设计值；α为等效矩形应力图应力值的折算系数，强度等级不超过C45时，取为0.87；β为等效矩形应力图受压区高度折算系数，强度等级不超过C45时，取为0.73；f_frc为钢纤维再生混凝土的轴心抗压强度设计值；σ_frt为受弯构件受拉区钢纤维再生混凝土的等效拉应力，其余再生骨料取代率δ_R和纤维特征掺量λ_f有关，根据钢筋钢纤维再生混凝土梁试验结果，其采用式(2)计算；

σ_frt＝(1-0.798δ_R)(1+4.791λ_f)f_t 式(2)

式(2)中，f_t为与钢纤维再生混凝土强度等级相同的普通混凝土抗拉强度设计值；

根据截面力的平衡得到：

(3)、挠度验算；根据材料力学理论及试验分析，得到该钢筋钢纤维再生混凝土梁的挠度f值；在计算该钢筋钢纤维再生混凝土梁的挠度f值时，采用的挠度f求解公式：

式(3)中，S为荷载、支撑条件系数；M为使用荷载；l为计算跨度；α_frc为再生骨料取代率对钢纤维再生混凝土梁短期刚度的影响系数；β_frc为钢纤维对再生混凝土梁短期刚度的影响系数；α_frc和β_frc分别为-0.3284和0.04652； B为相同截面和强度等级的钢筋混凝土基准梁的短期刚度；f_b为容许挠度值；

(4)、开裂验算；对该钢筋钢纤维再生混凝土梁的开裂弯矩M_frcr进行检算；在对该该钢筋钢纤维再生混凝土梁的开裂弯矩M_frcr进行检算时采用下列公式，

M_frcr＝[(2.452+0.686δ_R)×(0.6728-0.1496λ_f)]W_fr0[f_t(1-0.2776δ_R+0.8139λ_f)]

上式中，其中这里A_S为钢纤维再生混凝土梁底部纵向受拉钢筋面积和，α_E为钢筋与混凝土弹性模量的比值；

(5)、裂缝宽度验算；对该钢筋钢纤维再生混凝土梁最大裂缝宽度w_frm进行检算；该钢筋钢纤维再生混凝土梁最大裂缝宽度w_frm进行检算的过程中，采用公式：

式(5)中，α_cr、ψ、σ_s、E_s、d_eq、ρ_te的含义与计算与《混凝土结构设计规范》7.1.2条相同。

2.根据权利要求1所述的一种钢纤维再生混凝土梁的设计方法，其特征在于：该钢纤维再生混凝土梁其它构造应符合《混凝土结构设计规范》的要求。