[发明专利]一种预测FRP-钢复合约束混凝土圆柱受压全曲线的方法

摘要

一种预测FRP‑钢复合约束混凝土圆柱受压全曲线的方法，包括如下步骤。步骤1：采集相关参数，包括截面直径D、混凝土标准圆柱体抗压强度fco、钢材截面面积Asp、钢材的屈服强度fsy、箍筋间距S或钢管厚度ts、核心混凝土截面积的直径ds、FRP的弹性模量Ef、FRP的厚度tf、FRP的极限应变εf；步骤2：确定FRP‑钢复合约束混凝土圆柱的极限应力fcu、极限应变εcu、峰值应力fcc、峰值应变εcc的计算公式，并引入a、b、c三个额外参数；步骤3：将步骤1、2计算得出的参数代入FRP‑钢复合约束混凝土圆柱受压的应力‑应变计算模型。本发明提出的FRP‑钢复合约束混凝土圆柱受压的计算模型适用于FRP‑箍筋复合约束混凝土圆柱和FRP‑钢管复合约束混凝土圆柱。

主权项

一种预测FRP‑钢复合约束混凝土圆柱受压全曲线的方法，其特征在于，所述FRP‑钢复合约束混凝土圆柱为螺旋箍筋约束混凝土外包裹一层或一层以上FRP或者钢管约束混凝土圆柱外包裹一层或一层以上FRP，FRP‑钢复合约束混凝土圆柱受压全曲线的确定方法包括如下步骤：1)分析准备，采集相关基本参数：包括截面直径D、混凝土标准圆柱体抗压强度fco、钢材(箍筋或钢管)截面面积Asp、钢材(箍筋或钢管)的屈服强度fsy、箍筋的间距S或钢管的厚度ts、核心混凝土截面积的直径ds、FRP的弹性模量Ef、FRP的厚度tf、FRP的极限应变εf。2)计算相关额外参数，FRP‑钢复合约束混凝土柱的极限应力fcu、极限应变εcu、峰值应力fcc、峰值应变εcc、a、b、c。极限应力fcu的计算公式为：极限应力fcu的计算公式考虑到FRP和钢之间的相互作用，在公式中引入常数0.21代表钢对FRP约束混凝土的有益影响系数；极限应变εcu的计算公式为：峰值应力fcc的计算公式为：峰值应变εcc的计算公式为：其中，FRP的侧向约束强度flf的计算公式为：箍筋的侧向约束强度fls的计算公式为：钢管的侧向约束强度fls的计算公式为：FRP‑钢复合约束的侧向约束强度fl的计算公式为：FRP的侧向刚度El的计算公式为：核心混凝土截面积Acc与圆柱试件截面积Ag之比的计算公式为：参数a的计算公式为：参数b＝‑0.1；参数c的计算公式为：其中，初始模量Ec的计算公式为：峰值应力处的割线模量Esec的计算公式为：参数δ＝0.01。3)将基本参数和额外参数代入计算模型其中根据约束混凝土的状态，选择相应的峰值应力fcc、峰值应变εcc、a、b、c参数代入模型进行计算，得到不同阶段的应力‑应变曲线，各阶段相接得到完整的FRP‑钢复合约束混凝土圆柱受压全曲线，在FRP断裂点之前，代入FRP‑钢复合约束的峰值应力fcc、峰值应变εcc，在FRP断裂之后，代入钢约束的峰值应力fcc、峰值应变εcc。