[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

说明书

本发明涉及一种粘钢加固预应力混凝土梁相对界限受压区高度计算方法，该方法包括下列步骤：1、获取基本参数；2、获取等效有效高度和截面受压区高度；3、计算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；4、判断三种材料相对剩余抗弯承载力的大小，获取粘钢加固预应力混凝土梁发生破坏的结构控制条件；5、根据结构控制条件，计算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。与现有技术相比，本发明具有计算准确，实用性强等优点。

技术领域

本发明涉及构件设计技术领域，尤其是涉及一种粘钢加固预应力混凝土梁相对界限受压区高度计算方法。

背景技术

随着社会经济的不断发展，既有建筑物的使用功能无法满足人们的需求，从而衍生出大量的加固、改造工程。粘钢加固法凭借其施工简便、安全可靠、不损伤原结构等优点而在实际工程中大量使用。混凝土结构设计时，为保证结构在地震作用下能够吸收并耗散大部分能量，需满足构件的相对受压区高度ξ不大于相对界限受压区高度ξ_b。对于常规的预应力混凝土梁或粘钢加固混凝土梁，《预应力混凝土结构设计规范》、《混凝土结构加固设计规范》已给出其相对界限受压区高度ξ_b的计算公式，然而在粘钢加固预应力混凝土梁的工程设计中，对于其相对界限受压区高度，目前尚没有准确、实用的计算方法，对粘钢加固预应力混凝土梁的工程设计具有较大影响。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种粘钢加固预应力混凝土梁相对界限受压区高度计算方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

粘钢加固预应力混凝土梁相对界限受压区高度计算方法，该方法遵循以下三个基本假定：

1.加固后的截面应变符合平截面假定；

2.构件受力状态均处于弹性阶段；

3.在达到受弯承载能力极限状态前，粘贴钢板与预应力混凝土梁之间不发生粘结剥离破坏。

本发明方法具体包括下列步骤：

步骤一、确定基本参数。

粘钢加固预应力混凝土梁相对界限受压区高度ξ_b的基本参数具体包括：

1、构件几何尺寸：预应力混凝土梁宽b；梁高(粘钢加固预应力混凝土梁截面高度)h；加固钢板宽b_a；厚t_a；普通受拉钢筋面积A_s0；普通受压钢筋面积A’_s0；预应力筋面积A_p0；加固钢板面积A_a0。

2、构件材料信息：混凝土极限压应变ε_cu，普通钢筋屈服强度设计值f_sy，普通钢筋的屈服拉应变ε_sy，普通钢筋弹性模量E_s，预应力筋屈服强度设计值f_py，预应力钢筋的屈服拉应变ε_py，预应力钢筋的弹性模量E_p，加固钢板屈服强度设计值f_ay，粘贴钢板的屈服拉应变ε_ay，加固钢板弹性模量E_a。

3、构件布置位置：普通受拉钢筋距混凝土受拉边缘距离a_s；普通受压钢筋距混凝土受拉边缘距离a’_s；预应力筋距混凝土受拉边缘距离a_p。

步骤二、获取截面等效有效高度和截面受压区高度。具体地：

31)获取预应力混凝土的张拉控制应力及预应力损失，根据预应力混凝土的张拉控制应力及预应力损失得到预应力筋合力点处混凝土法向应力等于零时的预应力筋应力。