[发明专利]粘钢加固预应力混凝土梁相对界限受压区高度计算方法

权利要求书

1.粘钢加固预应力混凝土梁相对界限受压区高度计算方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：

S1、获取构件几何尺寸、构件材料信息以及构件布置位置；

S2、根据步骤S1的基本参数，获取等效有效高度和截面受压区高度；

S3、根据等效有效高度和截面受压区高度，获取普通受拉钢筋提供的相对剩余抗弯承载力、预应力筋提供的相对剩余抗弯承载力以及粘贴钢板提供的相对剩余抗弯承载力；

S4、对步骤S3获取的三个相对剩余抗弯承载力的大小进行判断，获取粘钢加固预应力混凝土梁最后发生破坏的结构控制条件，具体为：普通受拉钢筋、预应力筋、粘贴钢板提供的相对剩余抗弯承载力中的某一数值越大，则代表该数值对应的材料的破坏越靠后，若某一数值为最大，则该值对应的材料为粘钢加固预应力混凝土梁最后发生破坏的结构控制条件，即该值对应的材料最后发生屈服；

S5、根据步骤S4获取的结构控制条件，获取粘钢加固预应力混凝土梁发生破坏时受拉区边缘产生的应变，进而计算其控制下粘钢加固预应力混凝土梁的相对界限受压区高度，其中，当受压区混凝土达到其极限压应变ε_cu时，预应力筋、粘贴钢板首先达到屈服，普通受拉钢筋最后发生屈服，根据平面几何关系，获取粘钢加固预应力混凝土梁相对界限受压区高度为：

式中，h为粘钢加固预应力混凝土梁截面高度，h₀为粘钢加固预应力混凝土梁截面等效有效高度，h_s为普通受拉钢筋合力作用点与混凝土受压区边缘的距离，f_sy为普通钢筋屈服强度设计值，E_s为普通钢筋弹性模量，β为矩形应力图受压区高度x_b与中和轴高度x_cb的比值，ε_sy为普通受拉钢筋的屈服拉应变；

S6、根据获取的粘钢加固预应力混凝土梁的相对界限受压区高度判断是否符合构造要求，若符合，则按此数据进行粘钢加固预应力混凝土梁的受弯设计。

2.根据权利要求1所述的粘钢加固预应力混凝土梁相对界限受压区高度计算方法，其特征在于，当受压区混凝土达到其极限压应变ε_cu时，普通受拉钢筋、粘贴钢板首先达到屈服，预应力筋最后发生屈服，此时在有明显屈服台阶预应力筋情况下，粘钢加固预应力混凝土梁相对界限受压区高度为：

在无明显屈服台阶预应力筋情况下，粘钢加固预应力混凝土梁相对界限受压区高度为：

式中，σ_p0、ε_p0分别为预应力筋合力作用位置混凝土截面应力为零时预应力筋的应力和应变，ε_p0＝σ_p0/E_p，E_p为预应力钢筋的弹性模量；ε_py为预应力钢筋的屈服拉应变；h₀为粘钢加固预应力混凝土梁截面等效有效高度，h_p为预应力钢筋合力作用点与混凝土受压区边缘的距离，ε_py为预应力钢筋的屈服拉应变，β为矩形应力图受压区高度x_b与中和轴高度x_cb的比值，f_py为预应力钢筋的屈服强度。

3.根据权利要求1所述的粘钢加固预应力混凝土梁相对界限受压区高度计算方法，其特征在于，当受压区混凝土达到其极限压应变ε_cu时，普通受拉钢筋、预应力筋首先达到屈服，粘贴钢板最后发生屈服，根据平面几何关系，获取粘钢加固预应力混凝土梁相对界限受压区高度为：

式中，σ_s0、ε_s0分别为粘贴钢板时，普通受拉钢筋的初始应力和应变，ε_s0＝σ_s0/E_s，E_s为普通钢筋的弹性模量；h₀为粘钢加固预应力混凝土梁截面等效有效高度，f_ay为粘贴钢板的屈服强度设计值；β为矩形应力图受压区高度x_b与中和轴高度x_cb的比值，ε_ay为粘贴钢板的屈服拉应变。