[发明专利]预应力轻质超高性能混凝土梁抗弯承载力确定方法

权利要求书

1.预应力轻质超高性能混凝土梁抗弯承载力确定方法，其特征在于包括如下步骤：1)确定预应力轻质超高性能混凝土梁的基本参数；2)确定轻质超高性能混凝土的性能、测试钢筋力学性能；3)开展预应力轻质超高性能混凝土梁抗弯试验，获得预应力轻质超高性能混凝土梁抗弯承载力计算公式；4)将相应数据代入预应力轻质超高性能混凝土梁抗弯承载力计算公式中，确定预应力轻质超高性能混凝土梁抗弯承载力。

2.根据权利要求1所述的预应力轻质超高性能混凝土梁抗弯承载力确定方法，其特征在于包括如下具体步骤：

(1)确定预应力轻质超高性能混凝土梁的基本参数；

(2)确定轻质超高性能混凝土的性能、测试钢筋力学性能；

(3)开展预应力轻质超高性能混凝土梁抗弯试验，获得预应力轻质超高性能混凝土梁抗弯承载力计算公式：预应力轻质超高性能混凝土梁的抗弯承载力由以下四部分组成：非预应力受拉钢筋对抗弯贡献为f_yA_s(h₀-x_n/3)、受压钢筋对抗弯贡献为f′_yA′_s(x_n/3-a′_s)、预应力钢筋对抗弯贡献为f_pyA_p(h₁-x_n/3)、混凝土的抗拉作用贡献为kf_tub(h₀-x_n)(3h₀+x_n)/6；其中力平衡方程(1)中，轻质超高性能混凝土(LUHPC)受压区压力采用三角形应力图式；弯矩平衡方程(2)中，非预应力受拉钢筋合力、受压钢筋合力、预应力钢筋合力和LUHPC抗拉作用力均对三角形受压区合力点取矩，则得到预应力轻质超高性能混凝土梁抗弯承载力计算公式如下：

式中：M_u为预应力轻质超高性能混凝土梁抗弯承载力；f_y为非预应力受拉钢筋的屈服强度；f′_y为受压钢筋的屈服强度、f_py为预应力钢筋的屈服强度；f_tu为轻质超高性能混凝土(LUHPC)的抗拉强度；f_cu表示轻质超高性能混凝土(LUHPC)的极限抗压强度；k为均匀分布应力折减系数；A_s为非预应力受拉钢筋截面面积；A_s′为受压钢筋截面面积；A_p为预应力钢筋截面面积；a′_s为受压钢筋到受压上缘的距离；h₀为非预应力受拉钢筋到受压上缘的距离；h₁为预应力筋到受压上缘的距离；x_n为受压区高度；b为混凝土梁正截面的截面宽度；

在公式(1)、(2)中，只有k、x_n和M_u为未知量，根据实测的极限的承载力M_u，拟合得到k为0.3，预应力轻质超高性能混凝土梁的抗弯承载力计算值与试验值比较吻合；

由此得到，预应力轻质超高性能混凝土梁抗弯承载力计算公式如下：

(4)将非预应力受拉钢筋屈的服强度f_y、受压钢筋的屈服强度f′_y、预应力钢筋的屈服强度f_py、LUHPC抗拉强度f_tu、轻质超高性能混凝土(LUHPC)的抗压强度f_cu、非预应力受拉钢筋截面面积A_s、受压钢筋截面面积A_s′、预应力钢筋截面面积A_p、受压钢筋到受压上缘的距离a′_s、非预应力受拉钢筋到受压上缘的距离h₀、预应力筋到受压上缘的距离h₁、混凝土梁正截面的截面宽度b、受压区高度x_n的值代入公式(3)(4)中，得到预应力轻质超高性能混凝土梁的抗弯承载力。