[发明专利]轻质超高性能混凝土柱轴心受压承载力确定方法

权利要求书

1.轻质超高性能混凝土柱轴心受压承载力确定方法，其特征在于包括如下步骤：1)开展轻质超高性能混凝土的材料性能试验，建立轻质超高性能混凝土的轴心抗压强度与立方体抗压强度间的关系，研究纵筋配筋率对轻质超高性能混凝土短柱轴心受压的影响规律，研究短柱的荷载-位移曲线、钢筋和混凝土的荷载-应变曲线，以及轻质超高性能混凝土短柱轴心受压的破坏机理，回归分析得到轻质超高性能混凝土短柱轴心受压承载力的计算公式；2)研究长细比对轻质超高性能混凝土柱轴心抗压承载力的影响规律，利用差分进化法对轻质超高性能混凝土柱稳定系数进行非线性回归分析，建立轻质超高性能混凝土柱的稳定系数计算公式，从而得到轻质超高性能混凝土柱的承载力的计算公式；3)将计算公式所需数值代入轻质超高性能混凝土柱的承载力的计算公式中，得到轻质超高性能混凝土柱轴心受压承载力；

具体步骤为：

(1)试验研究轻质超高性能混凝土的轴心抗压强度与立方体抗压强度间的关系，结合50组立方体抗压强度试验和30组轴心抗压强度试验，确定了轻质超高性能混凝土的轴心抗压强度与立方体抗压强度间的基本形式为：

f_c＝0.85f_cu (1)

式中，f_c为轻质超高性能混凝土的轴心抗压强度，f_cu为轻质超高性能混凝土的立方体抗压强度；

研究配筋率对轻质超高性能混凝土短柱轴心受压的影响规律，通过轴心受压试验，引入材料影响系数k，对荷载和极限承载力进行回归分析，得到k＝1.07；确定轻质超高性能混凝土短柱轴心受压的承载力计算公式的基本形式为：

式中，N为轻质超高性能混凝土短柱轴心受压的承载力；0.9为可靠度调整系数；k为材料影响系数；为轻质超高性能混凝土柱的稳定系数，对于短柱取f_c为混凝土轴心抗压强度；A为轻质超高性能混凝土柱截面面积，当配筋率大于3％时候，A＝A-A_s′；A_s′为全部纵向钢筋截面面积；f_y′为钢筋屈服强度；

(2)研究长细比对轻质超高性能混凝土(LUHPC)柱轴心抗压承载力的影响规律，根据试验将试验值进行理论上的回归分析，得到轻质超高性能混凝土柱的稳定系数的计算公式：

式中，为实测承载力；取为0.4m的短柱实测承载力值，

根据轴心抗压试验得出每根轻质超高性能混凝土柱的轴心抗压承载力，利用差分进化法对轻质超高性能混凝土柱稳定系数进行非线性回归分析，得到轻质超高性能混凝土柱的稳定系数计算公式：

式中，为轻质超高性能混凝土柱的稳定系数，l_o/b为轻质超高性能混凝土柱的长细比，l_o为轻质超高性能混凝土柱的计算长度，b为轻质超高性能混凝土柱矩形截面的短边长度；

(3)轻质超高性能混凝土柱轴心受压承载力N₀的计算公式：

将材料影响系数k、稳定系数混凝土轴心抗压强度f_c、轻质超高性能混凝土柱截面面积A、钢筋屈服强度f_y′、全部纵向钢筋截面面积A_s′的数值代入轻质超高性能混凝土柱的承载力的计算公式(5)中，得到轻质超高性能混凝土柱轴心受压承载力。