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技术方案

本发明专利技术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

【技术实现步骤摘要】
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


[0001]本专利技术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。

技术介绍

[0002]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。
[0003]总体而言，目前学者已开展了一定数量的UHPC板冲切试验，可为UHPC板抗冲切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板抗冲切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板抗冲切承载力影响的基础上，建立一个适用范围更广、可靠度更高的抗冲切承载力确定方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供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，用以解决现有的超高性能混凝土板抗冲切承载力计算方法的试验样本数量偏少，其适用性窄、可靠性不高的技术问题。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：一种超高性能混凝土板抗冲切承载力的确定方法，包括以下步骤：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
，基于前述获得的各参数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
；获取预应力引起的超高性能混凝土的有效平均压应力σ
pc,m
；根据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
、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
；根据超高性能混凝土基体抗冲切承载力设计值F
lc
和超高性能混凝土板上预应力抗冲切承载力设计值F
lp
，计算得到超高性能混凝土板的抗冲切承载力F
lu
：。
[0006]优选地，在计算超高性能混凝土板的抗冲切承载力F
lu
之前，采用以下步骤对超高性能混凝土基体抗冲切承载力设计值F
lc
进行修正，具体如下：；其中，为钢筋影响系数，且；为截面高度尺寸效应系数；f
td
为超高性能混凝土轴心抗拉强度设计值；P为超高性能混凝土板破坏锥体截面内衣纵向与横向受拉钢筋的配筋百分率的均值；f
sd
为钢筋抗拉强度设计值。
[0007]优选地，超高性能混凝土轴心抗拉强度设计值f
td
与超高性能混凝土的抗拉强度标准值f
tk
的关系为f
td
=f
tk
/（1.45K），其中纤维取向系数K应取局部纤维取向系数K
local
=1.75。
[0008]优选地，钢筋抗拉强度设计值f
sd
与钢筋抗拉强度标准值f
sk
的关系为f
sd
=f
sk
/1.2。
[0009]优选地，当P大于4.0时，取P=4.0。
[0010]优选地，超高性能混凝土板上预应力抗冲切承载力设计值F
lp
采用以下方法进行计算，具体如下：；其中，σ
pc,m
为预应力引起的超高性能混凝土的有效平均压应力。
[0011]本专利技术还提供一种计算机系统，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一所述方法的
步骤。
[0012]本专利技术还提供一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超高性能混凝土板抗冲切承载力的确定方法，其特征在于，包括以下步骤：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
，基于前述获得的各参数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
；获取预应力引起的超高性能混凝土的有效平均压应力σ
pc,m
；根据所述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
、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
；根据所述超高性能混凝土基体抗冲切承载力设计值F
lc
和超高性能混凝土板上预应力抗冲切承载力设计值F
lp
，计算得到超高性能混凝土板的抗冲切承载力F
lu
：。2.根据权利要求1所述的超高性能混凝土板抗冲切承载力的确定方法，其特征在于，在计算超高性能混凝土板的抗冲切承载力F
lu
之前，采用以下步骤对超高性能混凝土基体抗冲切承载力设计值F
lc
进行修正，具体如下：；其中，为钢筋影响系数，且；为截面高度尺寸效应系数；f
td
为超高性能混凝土轴心抗拉强度设计值；P为超高性能混凝土板破坏锥体截面内衣纵向与横向受拉钢筋的配筋百分率的均值；f

【专利技术属性】
技术研发人员：邱明红，邵旭东，卢镜宇，刘斌，陶振宇，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：