[发明专利]双筋加固置芯梁的正截面极限承载力的计算方法

权利要求书

1.一种双筋加固置芯梁的正截面极限承载力的计算方法，其中所述双筋作为加固材料，包括第一CFRP板和第二CFRP板，分别附贴在芯材的顶部和底部以加固芯材，所述芯材再设置在梁的外壳的受拉区内以加固所述梁，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

(1)对加固过程做基本假设；

(2)计算所述加固置芯梁中各材料破坏情形下，所述芯材的横截面的应力应变关系；

(3)计算各材料破坏情形下，所述芯材的横截面的受压区的塑性发展的高度以及所述芯材的横截面的受压区的高度；

(4)根据各材料破坏情形下受压区的塑性发展的高度和受压区的高度，计算对应的各材料破坏情形下加固置芯梁的正截面受弯承载力，得到加固置芯梁的考虑塑性发展的正截面极限承载力；

所述步骤(1)的基本假设包括：

(11)假设原梁外壳对加固置芯梁的贡献为零；

(12)假设加固置芯梁的横截面变形前后均保持平面；

(13)假设加固置芯梁受拉区开裂之前，加固材料和芯材之间协调变形，不出现粘结滑移现象；

(14)假设芯材的受压本构模型取理想弹塑性模型，受拉本构模型取线弹性模型；

(15)假设CFRP板的本构模型取线弹性模型；

所述芯材为木材，包含木纤维；所述各材料破坏情形包括：

受拉的芯材的木纤维拉断引起的破坏；

受压的芯材的木纤维达到极限压应变引起的破坏；

梁底部的第二CFRP板受拉引起的破坏；

梁顶部的第一CFRP板受压引起的破坏。

2.根据权利要求1所述的双筋加固置芯梁的正截面极限承载力的计算方法，其特征在于：所述步骤(2)包括：

按下式计算受拉的芯材的木纤维拉断引起破坏的情形下，芯材的横截面的应力应变关系：

其中：表示芯材的木纤维的极限拉应变；

表示芯材的木纤维的屈服压应变；

h表示芯材的横截面的高度；

x_c表示芯材的横截面的受压区的高度；

x_cp表示芯材的横截面的受压区的塑性区发展的高度；

表示考虑强度折减的情况下芯材的木纤维的极限拉应力；

表示不考虑强度折减的情况下芯材的木纤维的屈服压应力；

R_σ表示芯材的木纤维的最大拉应力与最大压应力的比值；

按下式计算受压的芯材的木纤维达到极限压应变引起破坏的情形下，芯材的横截面的应力应变关系：

其中：表示芯材的木纤维的极限压应变；

γ_ε表示芯材的木纤维的极限塑性应变与弹性应变的比值；

按下式计算梁底部的第二CFRP板材受拉破坏的情形下，芯材的横截面的应力应变关系：

其中：ε^f表示CFRP板的压拉应变；

表示CFRP板的极限拉应变；

表示CFRP板本构模型中的极限拉应力；

α_Et表示梁底加固材料与芯材的弹性模量的比值；

按下式计算梁顶部的第一CFRP板受压破坏的情形下，芯材的横截面的应力应变关系：

其中：表示CFRP板的压应变；

表示CFRP板的极限压应变；

表示CFRP板的极限压应力；

α_Ec表示梁顶加固材料与木材的弹性模量的比值。

3.根据权利要求2所述的双筋加固置芯梁的正截面极限承载力的计算方法，其特征在于：所述步骤(3)中计算各材料破坏情形下，所述芯材的横截面的受压区的塑性发展的高度包括：

按下式计算受拉的芯材的木纤维拉断引起破坏的情形下，芯材的横截面的受压区的塑性发展的高度：

其中：表示受压加固材料的面积；

表示受拉加固材料的面积；

b表示芯材的横截面的宽度；

按下式计算受压的芯材的木纤维达到极限压应变引起破坏的情形下，芯材的横截面的受压区的塑性发展的高度：

按下式计算梁底的第二CFRP板材受拉破坏的情形下，芯材的横截面的受压区的塑性发展的高度：

按下式计算梁顶的第一CFRP板材受压破坏的情形下，芯材的横截面的受压区的塑性发展的高度：

4.根据权利要求3所述的双筋加固置芯梁的正截面极限承载力的计算方法，其特征在于：所述步骤(3)中计算各材料破坏情形下，所述芯材的横截面的受压区的高度包括：结合步骤(2)中计算的各材料破坏情形下芯材的横截面的应力应变关系，计算对应的各材料破坏情形下芯材的横截面的受压区的高度x_c。