[发明专利]一种基于MCFT理论的FRP筋混凝土梁柱节点

权利要求书

1.一种基于MCFT理论的FRP筋混凝土梁柱节点受剪性能计算方法，其特征在于，具体步骤如下：

1)根据梁柱节点配筋确定裂缝间距s_mx、s_my

s_mx＝1.5×s_x；s_my＝1.5×s_y

式中：s_x和s_y分别为x和y向的裂缝平均间距；

2)假定裂缝倾角θ

3)选择混凝土主拉应变ε₁

4)假定FRP箍筋应力f_fx0

5)计算平均裂缝宽度w，采用公式(1)、(2)

w＝ε₁s_θ (2)

6)由式(3)计算混凝土受拉应力f_c1，同时，f_c1应满足式(12)的控制条件

式中：ε_cr为混凝土开裂应变，f_c'为混凝土圆柱体抗压强度；E_c为混凝土弹性模量；

7)由式(4)计算裂缝处最大剪应力v_ci

式中：d_g为骨料的最大直径；

8)由平衡条件公式(5)计算梁柱节点核心区剪应力v

vcotθ＝ρ_fxf_fx0+f_c1+σ_ffsin²θ (5)

式中：ρ_fx、f_fx分别为x轴向FRP箍筋的配筋率及应力；σ_ff为裂缝面上单位面积FRP筋的拉应力；

其中：τ_ff为FRP筋与混凝土之间的粘结应力，τ_ff＝2.5f_ct；f_ct为混凝土的抗拉强度；l_ff/d_ff为FRP筋长径比；k_ff为FRP筋的有效分布系数，

9)由式(6)计算混凝土受压应力f_c2

f_c2＝(tanθ+cotθ)v-f_c1 (6)

10)由式(7)计算ε₂

式中：f_c2,max为混凝土最大平均主压应力，

取f_c2,max＝f_c'/(0.8-0.34ε₁/ε₀)≤1；ε₀为混凝土峰值压应变；ε₂、ε₁分别为与主压应力和主拉应力对应的应变值；

11)由式(8)计算x方向的应变ε_x

ε_x＝ε₁cos²θ+ε₂sin²θ (8)

12)由式(9)计算纵筋(y方向)的应变ε_y

ε_y＝ε₁sin²θ+ε₂cos²θ (9)

13)由式(10)计算FRP箍筋应力f_fx

f_fx＝E_fε_x (10)

式中：E_f为FRP筋的弹性模量；

14)检查计算得到的f_fx是否与估计的f_fx0一致，如果不一致，回到第4步重新估计f_fx0；

15)由式(11)计算FRP纵筋应力f_fy

f_fy＝E_fε_y (11)

16)验算式(12)是否成立，若成立，继续计算，否则返回第2步重新假定裂缝倾角θ；

f_c1≤ρ_fx(f_fd-f_fx)-v_cicotθ+σ_ff (12)

式中：f_fd为FRP筋的抗拉强度设计值；

17)检查是否满足，若不满足，回到第3步重新选择ε₁；

18)由式(13)计算剪应变γ_xy

γ_xy＝2(ε₁-ε₂)sinθcosθ (13)。