[发明专利]复合纤维材加固预应力混凝土梁受弯承载力简化计算方法

说明书

本发明涉及一种复合纤维材加固预应力混凝土梁受弯承载力简化计算方法，包括步骤：1、获取复合纤维材基本参数，计算复合纤维材加固后预应力混凝土梁的相对界限受压区高度；2、试算复合纤维材加固预应力混凝土梁的受压区高度；3、计算复合纤维材抗拉强度折减系数；4、计算复合纤维材的拉应力；5、迭代计算复合纤维材抗拉强度折减系数、拉应力及梁的受压区高度的收敛解；6、计算复合纤维材加固预应力混凝土梁的等效有效高度；7、计算普通受拉钢筋、普通受压钢筋、预应力筋和复合纤维材提供的抗弯承载力，获取复合纤维材加固预应力混凝土梁的总的抗弯承载力。本发明计算简便实用，能够准确计算复合纤维材加固预应力混凝土梁受弯承载力。

技术领域

本发明涉及复合纤维材加固预应力混凝土构件技术领域，尤其是涉及一种复合纤维材加固预应力混凝土梁受弯承载力简化计算方法。

背景技术

改造工程中，随着建筑物使用功能的改变，存在着结构的承载能力、使用性能等不能满足设计要求的问题，因此需对其进行加固改造。复合纤维材加固方法相对于增大截面法、粘钢加固等方法具有施工简便、不损伤原结构等优点，因而在实际工程中大量采用。关于复合纤维材加固预应力混凝土梁受弯承载力的计算方法，部分学者进行了相关研究并给出计算公式，但仍存在如下问题：1)复合纤维材加固预应力混凝土梁受弯承载力计算较复杂，实际工程中难以应用；2)复合纤维材加固预应力混凝土梁的相对界限受压区高度无法简便确定；3)因未考虑粘贴复合纤维材二次受力的应变滞后效应导致计算结果存在误差，影响构件设计准确性；4)复合纤维材拉应力计算复杂。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种复合纤维材加固预应力混凝土梁受弯承载力简化计算方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

复合纤维材加固预应力混凝土梁受弯承载力简化计算方法，该方法应遵循以下六个基本假定：

1)加固后的截面应变符合平截面假定；

2)不考虑混凝土的抗拉强度；

3)混凝土的本构关系采用《混凝土结构设计规范》推荐的应力-应变关系式；

4)复合纤维材的本构关系：复合纤维材的应力-应变关系取直线式，其拉应力σ_sf等于拉应变ε_sf与弹性模量E_sf的乘积；

5)预应力筋的本构关系；

6)在达到受弯承载能力极限状态前，粘贴复合纤维材与预应力混凝土梁之间不发生粘结剥离破坏。

本发明的复合纤维材可为碳纤维复合材、芳纶纤维复合材、高强玻璃纤维复合材、无碱或耐碱玻璃纤维复合材等。

基于上述假定，本发明复合纤维材加固预应力混凝土梁受弯承载力简化计算方法具体包括以下步骤：

步骤一、确定基本参数。

复合纤维材加固预应力混凝土梁受弯承载力的基本参数具体包括：

1、构件几何尺寸：预应力混凝土宽b；梁高h；复合纤维材宽b_sf；厚t_sf；普通受拉钢筋面积A_s0；普通受压钢筋面积A′_s0；预应力筋面积A_p0；复合纤维材面积A_sf。

2、构件材料强度：混凝土抗压强度设计值f_c0；混凝土极限压应变ε_cu；普通钢筋抗拉强度设计值f_y0；普通钢筋抗压强度设计值f′_y0；普通钢筋弹性模量E_s；预应力筋抗拉强度设计值f_py0；复合纤维材抗拉强度设计值f_sf；复合纤维材弹性模量E_sf。