[发明专利]确定混凝土中变形钢筋极限粘结强度概率特征值的方法

说明书

一种确定混凝土中变形钢筋极限粘结强度概率分布特性和概率特征值的方法，包括以下步骤：(1)计算混凝土中变形钢筋极限粘结强度的均值和标准差；(2)构建混凝土中变形钢筋极限粘结强度的概率密度函数，确定极限粘结强度的概率分布特性；(3)构建混凝土中变形钢筋极限粘结强度的累积分布函数，确定具有预定保证率的极限粘结强度概率特征值。该方法不仅能够利用所构建的概率密度函数确定混凝土中变形钢筋极限粘结强度的概率分布特性，而且能够根据所构建的累积分布函数确定具有不同保证率的极限粘结强度概率特征值，从而克服传统确定性计算方法存在的技术缺陷。

技术领域

本发明涉及一种确定混凝土中变形钢筋极限粘结强度概率特征值的方法，属于钢筋混凝土构件的分析方法。

背景技术

变形钢筋与混凝土之间具有足够的粘结强度是保证工作应力在两者之间有效传递的基础。如果混凝土中变形钢筋的极限粘结强度不足，变形钢筋与混凝土之间就会产生相对滑移，进而导致钢筋混凝土构件开裂或节点转角过大，不仅会影响钢筋混凝土构件的正常使用功能，而且会降低钢筋混凝土构件的承载能力。因此，准确分析混凝土中变形钢筋的极限粘结强度，对于钢筋混凝土构件的分析与设计具有重要意义。

1985年王传志和滕智明发表的一部名为《钢筋混凝土结构理论》的专著中，通过对拉拔试验数据进行回归分析，考虑变形钢筋的相对粘结长度以及混凝土的劈拉强度和相对保护层厚度影响，提出了一种计算极限粘结强度的方法。

1989年滕智明和张合贵发表的一篇名为《钢筋混凝土梁中劈裂粘结破坏及钢筋延伸长度的试验研究》的论文中，通过对32组梁式试验数据进行回归分析，考虑不同劈裂破坏形态的影响，提出了一种计算极限粘结强度的方法。

1994年徐有邻等发表的一篇名为《钢筋砼粘结锚固性能的试验研究》的论文中，基于对135组拉拔试验数据进行回归分析，考虑混凝土的抗拉强度和相对保护层厚度的影响，提出了一种计算极限粘结强度的方法。

2005年高向玲和李杰发表的一篇名为《钢筋与混凝土粘结强度的理论计算与试验研究》的论文中，考虑钢筋与混凝土之间有效承压面倾角的变化以及有效承压面与保护层混凝土之间摩擦力的影响，提出了一种计算极限粘结强度的方法。

2010年发布的中华人民共和国国家标准GB 50010-2010《混凝土结构设计规范》中，考虑混凝土抗拉强度的影响，给出了一种计算极限粘结强度的方法。

需要说明的是，由于混凝土材料的非均质性和施工制作偏差等因素的影响，导致混凝土中变形钢筋的极限粘结强度存在显著的随机性。然而，上述极限粘结强度的计算方法只能计算得到一个确定性的极限粘结强度，而无法确定混凝土中变形钢筋极限粘结强度的概率分布特性(如标准差、概率密度函数和累积分布函数等)。同时，由于不同安全等级要求的钢筋混凝土构件在设计中需要采用不同的保证率，所以有必要确定具有不同保证率的极限粘结强度概率特征值。然而，上述极限粘结强度计算方法的计算值只能与某一特定的保证率相对应，而无法根据设计需要计算确定与不同保证率相对应的极限粘结强度概率特征值。因此，有必要研究发明一种确定混凝土中变形钢筋极限粘结强度概率特征值的方法。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种确定混凝土中变形钢筋极限粘结强度概率特征值的方法，该方法不仅能够利用所构建的概率密度函数确定极限粘结强度的概率分布特性，而且能够根据所构建的累积分布函数确定具有预定保证率的极限粘结强度概率特征值，从而克服传统确定性计算方法存在的技术缺陷。

本发明的技术方案是：一种确定混凝土中变形钢筋极限粘结强度概率特征值的方法，包括以下步骤：

(1)计算混凝土中变形钢筋极限粘结强度的均值和标准差：根据混凝土的抗拉强度以及变形钢筋的直径、粘结长度和最小混凝土保护层厚度，计算混凝土中变形钢筋极限粘结强度的均值μ_τ和标准差σ_τ：