[发明专利]一种基于MCFT理论的FRP筋混凝土梁柱节点

摘要

本发明公开了一种基于MCFT理论的FRP筋混凝土梁柱节点受剪性能计算方法，通过初选主拉应力σ_ff、裂缝倾角θ和箍筋应力f_fx0，再通过平衡方程、变形方程和本构方程进行计算和判定，最后得出对应的剪应力v与剪应变γ_xy，绘制出剪应力v‑剪应变γ_xy曲线，得到其受剪承载力值。本发明基于MCFT理论建立的受剪性能计算模型能很好的得出FRP筋混凝土梁柱节点的剪应力v‑剪应γ_xy变曲线和受剪承载力。

主权项

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：/n1)根据梁柱节点配筋确定裂缝间距s_mx、s_my/ns_mx＝1.5×s_x；s_my＝1.5×s_y/n式中：s_x和s_y分别为x和y向的裂缝平均间距；/n2)假定裂缝倾角θ/n3)选择混凝土主拉应变ε₁/n4)假定FRP箍筋应力f_fx0/n5)计算平均裂缝宽度w，采用公式(1)、(2)/n /nw＝ε₁s_θ (2)/n6)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/n /n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；/n7)由式(4)计算裂缝处最大剪应力v_ci/n /n式中：d_g为骨料的最大直径；/n8)由平衡条件公式(5)计算梁柱节点核心区剪应力v/nvcotθ＝ρ_fxf_fx0+f_c1+σ_ffsin²θ (5)/n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；/n /n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，/n9)由式(6)计算混凝土受压应力f_c2/nf_c2＝(tanθ+cotθ)v-f_c1 (6)/n10)由式(7)计算ε₂/n /n式中：f_c2,max为混凝土最大平均主压应力，/n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；/n11)由式(8)计算x方向的应变ε_x/nε_x＝ε₁cos²θ+ε₂sin²θ (8)/n12)由式(9)计算纵筋(y方向)的应变ε_y/nε_y＝ε₁sin²θ+ε₂cos²θ (9)/n13)由式(10)计算FRP箍筋应力f_fx/nf_fx＝E_fε_x (10)/n式中：E_f为FRP筋的弹性模量；/n14)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；/n15)由式(11)计算FRP纵筋应力f_fy/nf_fy＝E_fε_y (11)/n16)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；/nf_c1≤ρ_fx(f_fd-f_fx)-v_cicotθ+σ_ff (12)/n式中：f_fd为FRP筋的抗拉强度设计值；/n17)检查是否满足，若不满足，回到第3步重新选择ε₁；/n18)由式(13)计算剪应变γ_xy/nγ_xy＝2(ε₁-ε₂)sinθcosθ (13)。/n