[发明专利]脱空钢管混凝土构件性能评估方法

说明书

本发明公开了一种脱空钢管混凝土构件性能评估方法，包括确定脱空影响下的截面组合强度f_sc，t；确定套箍折减系数ξ′；根据套箍折减系数ξ′和截面组合强度f_sc，t获取套箍折减系数ξ′和脱空率χ的关系。本发明所述的一种脱空钢管混凝土构件性能评估方法，从脱空的影响机理出发，通过建立套箍折减系数反映脱空对钢管混凝土构件受力性能的影响；本方法逻辑清晰，步骤简单，操作方便，效果良好。

技术领域

本发明涉及钢管混凝土构件领域，特别是涉及一种脱空钢管混凝土构件性能评估方法。

背景技术

脱空是钢管混凝土结构的常见的病害之一，脱空出现的原因包括混凝土灌注不密实、钢管内空气未及时排出、混凝土收缩和温度变化影响等，也有学者将脱空称为脱粘，本专利申请统一将钢管和混凝土之间出现空隙的现象称之为脱空。

脱空降低了钢管和混凝土之间的协同作用，一方面混凝土无法给钢管提供有效的支撑，钢管容易发生屈曲，另一方面，钢管无法给混凝土提供有效的约束作用，不利于混凝土强度和延性的提升，脱空钢管混凝土构件力学性能评估是研究热点问题。

研究学者建立了较多的脱空钢管混凝土构件力学性能的评估方法，适用于轴心受压情况、偏心受压情况等，但大多是通过建立脱空折减系数，利用脱空折减系数与无脱空钢管混凝土构件承载力计算公式的乘积求得脱空钢管混凝土构件承载力，这种做法需要针对每种受力情况都开展大量研究，且不同学者由于开展的试验和数值分析偏差，导致建立的折减系数公式有所区别，不便于应用。

相比之下《公路钢管混凝土拱桥设计规范》JTG/T D65-06和《钢管混凝土拱桥技术规范》GB 50923对折减系数进行了大幅度简化，直接采用特定的数值作为折减系数，例如GB50923规定，拱顶截面脱空折减系数取0.90，L/4跨和拱脚截面则分别取0.95和1.00，中间采用线性插值确定，这种简化方法虽然容易应用，但是忽略了脱空率、套箍系数等因素的影响，导致计算存在一定的误差，且从机理上难以解释。

当前通过脱空折减系数反映脱空对构件力学性能的影响，存在两方面不足：

一是脱空折减系数是脱空影响的宏观表象，能够反映脱空对构件承载力的影响程度，但是无法反正脱空影响机理，脱空实质上是改变了钢管和混凝土之间的协同作用，改变了钢管对混凝土的套箍作用，而套箍作用当前主要采用套箍系数反映，但目前的脱空折减系数无法应用套箍作用的改变，由于没有从机理出发，导致脱空折减系数受拟合数据影响大，难以建立普适性计算公式；

二是钢管混凝土构件的力学性能指标复杂，包括轴压强度、抗弯强度、抗剪强度、抗扭强度、压弯承载力、压弯剪承载力和压弯剪扭承载力、延性、抗震性能等，如果逐个建立针对脱空钢管混凝土构件力学性能的评估公式，工作量巨大，且容易受到模型试验和数值模拟的数据影响。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术存在的目前的脱空折减系数无法应用套箍作用的改变，由于没有从机理出发，导致脱空折减系数受拟合数据影响大，难以建立普适性计算公式的问题，提供一种脱空钢管混凝土构件性能评估方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种脱空钢管混凝土构件性能评估方法，包括：

确定脱空影响下的截面组合强度f_sc，t；

确定脱空钢管混凝土构件套箍折减系数ξ′；

根据套箍折减系数ξ′和截面组合强度f_sc，t获取套箍折减系数ξ′和脱空率χ的关系。