[发明专利]一种纵筋锈蚀再生混凝土梁正截面承载力的计算方法

权利要求书

1.一种纵筋锈蚀再生混凝土梁正截面承载力的计算方法，其特征在于：引入再生混凝土梁纵筋锈蚀后截面抵抗矩系数和抗弯承载力纵筋锈蚀影响系数，包括纵筋锈蚀后再生混凝土梁的正截面开裂弯矩和正截面抗弯承载力的计算；

其中，所述纵筋锈蚀后再生混凝土梁的正截面开裂弯矩的计算过程如下：

(a)建立纵筋锈蚀后再生混凝土梁的正截面开裂弯矩计算基本假设，包括再生混凝土梁截面符合平截面假定；截面受拉边缘开裂时，受拉边缘混凝土产生塑性变形，其余混凝土处于弹性状态；再生混凝土受拉本构关系中极限应变ε_to的关系为ε_tu＝1.5ε_t0，钢筋受拉本构关系为σ_s＝E_sε_s，其中σ_s为钢筋应力，E_s为钢筋弹性模量，ε_s为钢筋应变；

(b)计算受压区边缘混凝土应力σ_c

上式中，x_c为中和轴至受压区边缘距离；h为梁截面高度；f_t为再生混凝土轴心抗拉强度；

(c)根据静力平衡条件，计算中和轴高度系数ξ_c和混凝土梁正截面开裂弯矩M_cr：

上式中，m为钢筋拉力与全截面混凝土抗拉力的比值，σ_s为钢筋应力；A_s为受拉区钢筋面积；b为梁截面宽度；a_s截面边缘至受拉钢筋中心距离，γ为混凝土构件的截面抵抗矩塑性影响系数；W₀为换算截面受拉边缘的弹性抵抗矩；

(d)对再生混凝土轴心抗拉强度f_t和弹性模量E_c与立方体抗压强度f_cu的关系进行拟合；

(e)设再生混凝土梁纵筋锈蚀后截面抵抗矩系数为γ_Rcr，则锈蚀后再生混凝土梁正截面开裂弯矩M′_cr的表达式如下：

(f)通过正截面开裂荷载P_cr实测值和再生混凝土强度f_cu实测值计算得到γ_Rcr和纵筋锈蚀率ρ_L的关系，即可得到纵筋锈蚀后再生混凝土梁正截面开裂弯矩：

所述纵筋锈蚀后再生混凝土梁的正截面抗弯承载力的计算过程如下：

(A)建立纵筋锈蚀后再生混凝土梁的正截面抗弯承载力计算基本假设；

(B)假设纵筋均匀锈蚀，则纵筋锈蚀后的几何关系如下：

上式中，d为纵筋锈蚀后直径；ω为铁密度；D为纵筋锈蚀前直径；L为单根钢筋长度；m_L为未锈蚀钢筋总质量；

(C)根据再生混凝土梁正截面静力平衡条件，得到纵筋锈蚀后再生混凝土梁的正截面抗弯承载力理论值m_u′的表达式：

上式中，f_y为钢筋抗拉强度设计值；h₀为梁截面有效高度；

(D)设抗弯承载力纵筋锈蚀影响系数为γ_L，则纵筋锈蚀后再生混凝土梁的正截面抗弯承载力实测值M_u与理论值M′_u的关系如下：

M_u＝γ_LM′_u

(E)通过拟合得到抗弯承载力纵筋锈蚀影响系数M_u′纵筋锈蚀率ρ_L的关系，从而得到纵筋锈蚀后再生混凝土梁的正截面抗弯承载力实测值。

2.根据权利要求1所述纵筋锈蚀再生混凝土梁正截面承载力的计算方法，其特征在于：纵筋锈蚀再生混凝土梁是指利用再生混凝土粗骨料取代部分天然粗骨料，并且纵筋出现锈蚀的梁。

3.根据权利要求2所述纵筋锈蚀再生混凝土梁正截面承载力的计算方法，其特征在于：所述天然粗骨料是指天然石料经破碎筛分得到的粒径不大于31mm，且符合颗粒级配的粗骨料。