[发明专利]超高性能混凝土板抗冲切承载力的确定方法及计算机系统

说明书

本发明公开了一种超高性能混凝土板抗冲切承载力的确定方法及计算机系统，包括：获取超高性能混凝土板的有效高度h₀、距离集中反力作用面h₀处破坏锥体截面面积的周长U_m、确定超高性能混凝土轴心抗拉强度设计值f_td，得到超高性能混凝土板的超高性能混凝土基体抗冲切承载力设计值F_lc；根据板的有效高度h₀、距离集中反力作用面h₀处破坏锥体截面面积的周长U_m、以及有效平均压应力σ_pc,m，计算得到超高性能混凝土板上预应力抗冲切承载力设计值F_lp；将超高性能混凝土基体抗冲切承载力设计值F_lc与超高性能混凝土板上预应力抗冲切承载力设计值F_lp之和作为抗冲切承载力F_lu。本发明适用范围更广、可靠度更高。

技术领域

本发明涉及桥梁结构设计领域，尤其涉及一种超高性能混凝土板抗冲切承载力的的确定方法及计算机系统。

背景技术

超高性能混凝土（Ultra high performance concrete，简称UHPC）是一种高强、高韧、高耐久的新型水泥基复合材料。已有工程经验表明，UHPC可有效减轻结构自重、强化结构抗裂性能、提升结构跨越能力和长期服役性能，在桥梁工程领域应用前景广阔。由于UHPC构件趋向于薄壁化、轻型化，使得轻薄的UHPC板的抗冲切受力问题变得更为突出。与普通混凝土板相比，UHPC板中因钢纤维的掺入，使其受冲切问题变得更加复杂，国内外学者也展开了大量研究：陈浩研究了11块四边简支UHPC方板的受力性能，试验板均发生冲切破坏，给出的桥面板设计建议为板厚不小于100mm；Bunjie和Fehling研究了块四边简支UHPC方板的受力性能，最小跨厚比达到12.5，结果表明试验板均发生弯曲破坏，具有良好的延性；曹清对11块四边简支的UHPC板进行了试验研究，考虑了板厚、加载面积、加载位置、UHPC强度和板底纵向配筋率等5个参数对UHPC板抗冲切承载力的影响，试验结果为10块板发生了冲切破坏，没有配筋的1块板发生弯曲破坏；Harris研究了12块无配筋的UHPC方板的破坏模式，边界条件为四边固支、中心单点加载，其中7块板发生冲切破坏、5块板发生弯曲破坏，得出结论为UHPC桥面板的厚度达到63.5mm即可满足抗冲切需求，并且基于7组试验数据给出抗冲切极限承载力回归公式，但未经其他试验数据验证。樊健生等研究了11块UHPC矩形板的抗冲切性能试验研究，边界条件为对边简支，主要考虑板的厚度、保护层厚度、配筋率及加载区域面积等参数对试验板抗冲切及抗弯性能的影响，其中7块板发生了典型的冲切破坏，2块板发生典型的弯曲破坏，2块板发生冲弯破坏；A1-Quraishi研究了6块UHPC八边形板的抗冲切性能，边界条件为简支，其中5块板发生了冲切破坏，1块板发生了弯曲破坏，结果表明板厚显著影响冲切破坏区域的最终形状，并给出抗冲切承载力的回归公式；Xie等等开展了5块UHPC平行四边形板的弯曲性能试验，研究了不同倾角的影响，并且分析了其抗弯承载力。Joh,ChangBin等研究了8块UHPC方板的冲切试验，边界条件为四边固支，考虑不同形式的加载块面积和板厚对UHPC板冲切承载力的影响，其中6块板发生了冲切破坏，2块板发生了弯曲破坏；Park，Ji-Hyun和Hong,Sung-gul研究了7块UHPC板的冲切试验性能试验，边界条件为四边固支，其中6块板发生冲切破坏，1块板发生弯曲破坏；ThucN.Nguyen等研究了8块UHPC板的冲切性能试验研究，主要考虑了纤维取向的影响，其中7块板发生了冲切破坏，1块板发生了弯曲破坏；Olivier Remy等研究了6块UHPC圆板的冲切性能试验研究，其加载块为圆柱体，边界条件为圆心简支，其中6块板均发生了冲切破坏；Lionel Moreillon研究了19块UHPC板的冲切性能试验研究，考虑了2种UHPC的配合比，并且考虑板厚和配筋率对冲切承载力的影响，其中6块板发生典型的冲切破坏，5块板发生典型的弯曲破坏，8块板发生冲弯破坏；GhafurH.Ahmed研究了9块UHPC方板的冲切性能试验研究，跨中加载，其中6块板发生了冲切破坏，2块板发生了弯曲破坏。