[发明专利]锈蚀钢筋混凝土梁正截面受弯破坏模式判定方法

权利要求书

1.一种锈蚀钢筋混凝土梁正截面受弯破坏模式判定方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)测量锈蚀前后钢筋混凝土梁的基本参数；

(2)计算界限I锈蚀率；

所述的界限I定义为“受拉锈蚀纵筋刚开始屈服，受压混凝土即压碎”，界限I对应的纵筋锈蚀率即为界限I锈蚀率；

(3)计算界限II锈蚀率；

所述的界限II定义为“受拉锈蚀纵筋刚开始强化，受压混凝土即压碎”，界限II对应的纵筋锈蚀率即为界限II锈蚀率；

(4)计算界限III锈蚀率；

所述的界限III定义为“受拉锈蚀纵筋刚拉断，受压混凝土即压碎”，界限III对应的纵筋锈蚀率即为界限III锈蚀率；

(5)判定锈蚀钢筋混凝土梁正截面受弯破坏模式；

所述的步骤(1)中，所述锈蚀前后钢筋混凝土梁的基本参数包括：截面宽度b、截面有效高度h₀；混凝土抗压强度f_c；光圆或变形的钢筋类型、受拉纵向钢筋平均锈蚀率η_s、与钢筋根数n及直径d相关的初始配筋面积A_s0；未锈蚀钢筋弹性模量E_s0、屈服强度f_y0、极限强度f_u0、屈服应变ε_y0、强化应变ε_sh0、极限应变ε_u0；

所述的步骤“(2)计算界限I锈蚀率”包含如下步骤：

1)令钢筋应变ε_sc＝ε_yc(η_s)、应力σ_sc＝f_yc(η_s)、截面受压区边缘混凝土应变其中，ε_yc(η_s)和f_yc(η_s)分别为锈蚀率为η_s时的锈蚀钢筋屈服应变和屈服应力，ε_cu为混凝土的极限压应变，代入变形协调方程可得界限I锈蚀率下相对受压区高度；

2)将界限I锈蚀率下相对受压区高度代入正截面力平衡方程可得关于η_s的一元二次方程；

3)求解该一元二次方程，取范围0～0.8内较小的解作为界限I锈蚀率η_syb，若在范围0～0.8内无解，则说明界限I锈蚀率不存在，取η_syb＝0；

所述的步骤“(3)计算界限II锈蚀率”包含如下步骤：

1)令ε_sc＝ε_shc(η_s)、σ_sc＝f_yc(η_s)、其中，ε_shc(η_s)为锈蚀率为η_s时的锈蚀钢筋强化应变，代入变形协调方程可得界限II锈蚀率下相对受压区高度；

2)将界限II锈蚀率下相对受压区高度代入正截面力平衡方程可得关于η_s的一元二次方程；

3)求解该一元二次方程，取η_syb＜η_s＜η_s,cr范围内较小的解作为界限II锈蚀率η_shb；若在η_syb～η_s,cr范围内无解，则说明对于该初始配筋的钢筋混凝土梁，界限II不存在，可取η_shb＝η_syb；η_s,cr为锈蚀钢筋屈服平台消失时的临界锈蚀率，对于加速锈蚀情况，变形钢筋和光圆钢筋的η_s,cr可分别取为0.3和0.15，对于自然锈蚀情况，变形钢筋和光圆钢筋的η_s,cr可分别取为0.2和0.1；

所述的步骤“(4)计算界限III锈蚀率”包含如下步骤：

1)令ε_sc＝ε_suc(η_s)、σ_sc＝f_uc(η_s)、其中，ε_suc(η_s)和f_uc(η_s)为锈蚀率为η_s时的锈蚀钢筋极限应变和极限应力，代入变形协调方程可得界限III锈蚀率下相对受压区高度；

2)将界限III锈蚀率下相对受压区高度代入正截面力平衡方程可得关于η_s的一元二次方程；

3)求解该一元二次方程，取范围η_shb～0.8内较小的解作为界限III锈蚀率η_sub；若在范围η_shb～0.8无解，则说明此时界限III不存在，取η_sub＝0.8；

所述的步骤“(5)判定锈蚀钢筋混凝土梁正截面受弯破坏模式”，包括如下步骤：

1)若受拉纵筋锈蚀率η_s介于0～η_syb范围内，则判定该锈蚀钢筋混凝土梁正截面受弯破坏模式为：模式①“类似超筋破坏”；

2)若受拉纵筋锈蚀率η_s介于η_syb～η_shb范围内，则判定该锈蚀钢筋混凝土梁正截面受弯破坏模式为：模式②“类似适筋破坏”；

3)若受拉纵筋锈蚀率η_s介于η_shb～η_sub范围内，则判定该锈蚀钢筋混凝土梁正截面受弯破坏模式为：模式③“类似超筋破坏”；

4)若受拉纵筋锈蚀率η_s介于η_sub～1范围内，则判定该锈蚀钢筋混凝土梁正截面受弯破坏模式为：模式④“类似少筋破坏”。