[发明专利]具有混凝土防护层的构件的控裂方法

权利要求书

1.具有混凝土防护层的构件的控裂方法，其特征是，所述的具有混凝土防护层的构件由构件部分和设在构件部分外部的混凝土防护层构成；所述的具有混凝土防护层的构件的控裂方法，包括以下步骤：

S001：选择使用的型材及防护层混凝土，根据荷载和边界条件设计符合承载力要求的构件；

S002：计算最大使用荷载下所述构件的受拉区边缘的最大应变ε_f；

S003：通过判别式进行裂缝验算，0.5≤w_mean(ε_f)(-lnP)^1/k/[w_maxΓ(1+1/k)]≤1，其中，w_mean(ε_f)为所述的混凝土防护层的材料在拉伸应变为ε_f时的平均裂缝宽度，w_max为所述的具有混凝土防护层的型材构件设计容许的最大裂缝宽度，k为所述的混凝土防护层的材料在拉伸荷载下的裂缝宽度的韦氏模数(Weibull modulus)，Γ(1+1/k)为1+1/k的Γ函数，P为概率参数；如果裂缝验算满足判别式则完成，如果裂缝验算不满足判别式，返回步骤S001。

2.根据权利要求1所述的具有混凝土防护层的构件的控裂方法，其特征是，当所述构件为型材构件时，所述的型材为钢型材和纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer，FRP)型材中的一种或两种；所述的型材的横截面选择范围包括：H型、U型、L型、T型、十字交叉H型、方型、矩型、圆型、椭圆型。

3.根据权利要求1所述的具有混凝土防护层的构件的控裂方法，其特征是，当所述构件为配筋混凝土构件时，所述的配筋混凝土构件的横截面选择范围包括：矩型、圆型、椭圆型；当所述横截面为矩型时，所述的混凝土防护层的保护面包括：单侧、左右双侧、上下双侧、U型三侧、上下左右四侧。

4.根据权利要求1所述的具有混凝土防护层的构件的控裂方法，其特征是，所述的混凝土防护层的材料为超高性能纤维混凝土(Ultra-High Performance Fiber-ReinforcedConcrete，UHPFRC)、韧性混凝土(Engineered Cementitious Composite，ECC)、超高性能韧性混凝土(Ultra-High Performance Engineered Cementitious Composite，UHP-ECC)、韧性地聚物混凝土(Engineered Geopolymer Composite，EGC)、普通纤维混凝土、钢筋增强混凝土、FRP筋增强混凝土中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的具有混凝土防护层的构件的控裂方法，其特征是，所述的混凝土防护层的材料中使用钢筋或FRP筋增强。

6.根据权利要求1所述的具有混凝土防护层的构件的控裂方法，其特征是，所述的混凝土防护层在控裂的基础上，同时作为型材构件的防火层、防腐层。

7.根据权利要求1所述的具有混凝土防护层的构件的控裂方法，其特征是，所述的控裂方法中，混凝土防护层的材料在拉伸应变为ε_f时的平均裂缝宽度w_mean(ε_f)＝ε_f/N_f0，其中N_f0为所述的混凝土防护层的材料在拉伸应变为ε_f时单位长度内的裂缝数量。

8.根据权利要求1所述的具有混凝土防护层的构件的控裂方法，其特征是，所述的控裂方法中，所述的韦氏模数k的取值范围为：1＜k≤4。

9.根据权利要求1所述的具有混凝土防护层的构件的控裂方法，其特征是，所述的控裂方法中，所述的概率参数P的取值范围为：0＜P≤0.1。

10.根据权利要求1所述的具有混凝土防护层的构件的控裂方法，其特征是，所述的控裂方法中，当裂缝验算满足0.5≤w_mean(ε_f)(-lnP)^1/k/[w_maxΓ(1+1/k)]≤1时，再通过步骤S001-S002以及所述判别式对构件进行设计优化，使得w_mean(ε_f)(-lnP)^1/k/[w_maxΓ(1+1/k)]的值接近于1或者与1差值的绝对值小于阈值，从而优化构件的材料成本。