[发明专利]超高性能混凝土受弯构件斜截面抗剪承载力的确定方法

说明书

本发明公开了一种超高性能混凝土受弯构件斜截面抗剪承载力的确定方法，包括以下步骤：(1)获得超高性能混凝土基体受剪承载力设计值V_c；(2)获得纤维受剪承载力设计值V_f；(3)基于上述V_c和V_f，对其进行修正，获得超高性能混凝土受弯构件主体材料修正值W；(4)获取抗剪钢筋受剪承载力设计值V_s；(5)获取预应力弯起钢筋受剪承载力设计值V_p；(6)根据W、V_s和V_p，确定超高性能混凝土受弯构件斜截面抗剪承载力V_u。本发明提供的超高性能混凝土受弯构件斜截面抗剪承载力的确定方法是利用大量超高性能混凝土抗剪试验样本进行误差分析、系数修正和可靠度校核而得，具有适用范围更广、可靠度更高等特点。

技术领域

本发明属于桥梁结构设计领域，尤其涉及一种超高性能混凝土构件受力性能的确定方法。

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，使得薄壁UHPC构件的抗剪受力问题变得更为突出。因此，UHPC受弯构件的抗剪承载力计算是UHPC桥梁结构设计的关键内容之一。

由于钢筋混凝土的斜截面剪切破坏受力十分复杂、影响因素众多，目前关于钢筋混凝土梁的斜截面剪切破坏机理及斜截面受剪承载力计算理论尚未形成统一的理论共识。从20世纪至今，国内外学者提出的钢筋混凝土梁抗剪承载力的计算理论主要有桁架理论、极限平衡理论、统计分析法等。目前，国内外已有较多学者针对配筋UHPC梁的抗剪性能和承载力计算方法，开展了相关研究工作。

Graybeal等人进行了3根AASHTO Ⅱ型截面的预应力无腹筋UHPC梁受剪性能试验，发生了不同形式的破坏模式。Voo等人通过18根预应力I形梁UHPC梁研究了剪跨比、纤维率、纤维类型和预应力度对其抗剪性能的影响规律，并据此提出了UHPC梁抗剪承载力公式。Wu等人通过11根I形配筋UHPC梁研究了配筋率、剪跨比、纤维掺量等因素对其抗剪性能的影响，并基于试验结果提出剪切开裂荷载和承载力计算公式。为了评估已有抗剪设计方法的安全性，Baby等人制作了11根3m长、0.38m高的I形UHPC梁，试验参数包括UHPC类型、有无箍筋、纵筋形式(预应力筋/普通钢筋)，验证了法国UHPC结构设计指南承载力公式的安全性，并改进了剪切开裂荷载的计算方法。此外，Baby等人还采用修正压力场理论方法来预测UHPC梁的抗剪性能。Ferrier等人还研究了配置FRP筋的UHPC梁的抗剪性能。徐海宾等人进行了9根T形UHPC梁抗剪性能试验，试验参数包括剪跨比、配箍率和预应力水平，并基于试验结果拟合了UHPC梁抗剪承载力计算的经验公式。郑辉等人通过9根预应力UHPC薄壁箱梁的抗剪试验研究了配箍率、剪跨比等参数对其抗剪性能的影响，并结合试验结果提出了预应力UHPC梁抗剪承载力计算公式。季文玉等人通过12根T形UHPC梁研究了剪跨比、配箍率和纵筋率对其受剪性能的影响。

总体而言，目前国内外学者已开展了一定数量的UHPC梁受剪试验，可为UHPC抗剪承载力计算方法的分析提供大量的数据样本。与此同时，已有部分学者对UHPC抗剪承载力计算方法进行了一些研究，但均主要是通过自身试验数据拟合修正所得，而试验样本数量偏少，其适用性、可靠性有待进一步研究。因此，有必要在系统分析试验参数对UHPC抗剪承载力影响的基础上，建立一个适用范围更广、可靠度更高的抗剪承载力确定方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种适用范围更广、可靠度更高的超高性能混凝土受弯构件斜截面抗剪承载力的确定方法。为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种超高性能混凝土受弯构件斜截面抗剪承载力的确定方法，包括以下步骤：