一种锲形截面充分抗剪设计方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种锲形截面充分抗剪设计方法及装置，其中方法包括以下步骤：构造构件任一位置的最薄弱锲形截面，所述最薄弱锲形截面的开裂面与承压面相互垂直；计算抗剪计算位置纵向钢筋的组合配筋率、竖向箍筋的组合配筋率，进行截面抗剪配筋率判断；基于最薄弱锲形截面的抗剪承载力，根据配筋率判断结果，选择计算锲形截面抗剪承载力；基于锲形截面抗剪承载力进行抗剪设计判断。与现有技术相比，本发明专利技术解决了传统方法缺少理论基础，抗斜压承载力定义不明的问题。定义不明的问题。定义不明的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种锲形截面充分抗剪设计方法及装置


[0001]本专利技术涉及土木工程
，尤其是涉及一种锲形截面充分抗剪设计方法及装置。

技术介绍

[0002]构件在剪力作用下，内部将产生斜向的主拉应力和主压应力。当主拉应力超过材料的抗拉极限强度时，即会出现三种形式的斜裂缝：剪压裂缝、斜压裂缝和斜拉裂缝。
[0003]构件截面抗剪基于混凝土承压，联合纵向钢筋、竖向箍筋和弯起钢筋等，构成承载体系，控制斜裂缝的自由产生和过度发展，按以下公式验算。
[0004]V
d
≤V
R
＝V
cz
+V
sg
+V
sw
[0005]其中，V
d
、V
R
分别为截面设计剪力和抗剪承载力；V
cz
为设纵向钢筋截面抗剪承载力；V
sg
、V
sw
分别为竖向箍筋和弯起钢筋抗剪承载力。
[0006]对按上述公式计算的实现，传统方法来自半经验半理论的组合，虽然基本表现了截面抗剪破坏的特征，但模型不能全面反映截面受力的平衡关系，公式也不是基于理论推演出结果，计算的结果一直存在争议。
[0007]申请号为2023101022079的中国专利提出了一种基于锲形截面抗剪模型的抗剪设计方法及装置，解决了传统方法缺少理论基础，计算和设计不准确、不可靠的问题。但还未有效解决抗斜压承载力、最小腹板厚度定义不明的问题。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的就是为了提供一种锲形截面充分抗剪设计方法及装置，解决抗斜压承载力定义不明的问题，实现了截面抗剪承载力的重点计算。
[0009]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0010]一种锲形截面充分抗剪设计方法，包括以下步骤：
[0011]步骤1)构造构件任一位置的最薄弱锲形截面，所述最薄弱锲形截面的开裂面与承压面相互垂直；
[0012]步骤2)计算抗剪计算位置纵向钢筋的组合配筋率、竖向箍筋的组合配筋率，进行截面抗剪配筋率判断；
[0013]步骤3)基于最薄弱锲形截面的抗剪承载力，根据配筋率判断结果，选择计算锲形截面抗剪承载力；
[0014]步骤4)基于锲形截面抗剪承载力进行抗剪设计判断。
[0015]所述最薄弱锲形截面在应变0点处，形成相互垂直的开裂面与承压面，开裂面向斜下方延伸至底，承压面向斜上方延伸至顶。
[0016]所述最薄弱锲形截面的抗剪承载力为：
[0017][0018]其中，h0为截面有效高度，b为截面宽度，σ
c
为承压面混凝土计算应力，σ
sj
为弯起钢筋第j根计算应力，A
sj
为弯起钢筋第j根面积，θ
sj
为弯起钢筋第j根计算应力与正截面法线锐夹角，N
d
为截面的设计轴力，q
d
为截面的设计竖向压力，σ
sz
为开裂面纵向钢筋计算应力，A
sz
为开裂面纵向钢筋面积，σ
sg
为开裂面竖向箍筋计算应力，μ
sg
为开裂面竖向箍筋配筋率，为开裂面竖向箍筋配筋率，
[0019]所述步骤2)中计算的纵向钢筋的组合配筋率表示为k
sz
(μ
sz
+μ
N
)，竖向箍筋的组合配筋率表示为k
sg
(μ
sg
+μ
q
)。
[0020]所述截面抗剪配筋率判断的规则为：判断计算得到的纵向钢筋的组合配筋率与竖向箍筋的组合配筋率是否大于等于充分配筋率，若是，则将对应的纵向钢筋的组合配筋率或竖向箍筋的组合配筋率赋值为充分配筋率，若否，则保留计算得到的组合配筋率。
[0021]所述充分配筋率为0.5，则：
[0022]当计算的时，纵向钢筋的组合配筋率的值为k
sz
(μ
sz
+μ
N
)计算值；
[0023]当计算的时，纵向钢筋的组合配筋率的值被赋值为
[0024]当计算的时，竖向箍筋的组合配筋率的值为k
sg
(μ
sg
+μ
q
)计算值；
[0025]当计算的时，竖向箍筋的组合配筋率的值被赋值为
[0026]当计算得到的纵向钢筋和竖向箍筋的组合配筋率均大于等于充分配筋率时，截面为充分配筋锲形截面。
[0027]所述步骤3)具体为：
[0028]当经过配筋率判断后的且时，直接采用最薄弱锲形截面抗剪承载力的计算公式作为锲形截面抗剪承载力V
R
的计算方法：
[0029][0030]当经过配筋率判断后的且时，将对应的值代入最薄弱锲形截面抗剪承载力的计算公式，得锲形截面抗剪承载力V
R
为：
[0031][0032]当经过配筋率判断后的且时，将对应的值代入最薄弱锲形截面抗剪承载力的计算公式，得锲形截面抗剪承载力V
R
为：
[0033][0034]当经过配筋率判断后的且时，将对应的值代入最薄弱锲形截面抗剪承载力的计算公式，得锲形截面抗剪承载力V
R
为：
[0035]V
R
＝0.5σ
c
bh0+∑σ
sj
A
sj
sinθ
sj
。
[0036]所述抗剪设计判断分析的是截面抗剪破坏极值状态，具有抗斜压破坏特征，按以下规则进行：
[0037]当V
d
≤V
R
时，抗剪设计满足要求；
[0038]当V
d
＞V
R
时，抗剪设计不满足要求，需进行调整；
[0039]其中，V
R
为锲形截面抗剪承载力，V
d
为截面设计剪力。
[0040]一种锲形截面充分抗剪设计装置，包括存储器、处理器，以及存储于所述存储器中的程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述所述的方法。
[0041]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0042](1)本专利技术基于锲形截面抗剪模型，提出了构件任一位置充分配筋锲形截面抗剪承载力的计算公式，实现了截面抗剪承载力的重点计算。
[0043](2)本专利技术解决了传统方法采用半经验半理论的组合，缺少全面反映截面受力平衡的表述，缺少基于理论的推演，抗斜压承载力定义不明的问题，为承载力计算提供理论依据。
附图说明
[0044]图1为本专利技术的方法流程图；
[0045]图2为锲形截面抗剪模型示意图；
[0046]图3为锲形截面抗剪承载力三轴图；
[0047]图4为充分配筋锲形截面示意图；
[0048]图5为轻型T梁端部抗斜压示意图，其中，(5a)为梁本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锲形截面充分抗剪设计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)构造构件任一位置的最薄弱锲形截面，所述最薄弱锲形截面的开裂面与承压面相互垂直；步骤2)计算抗剪计算位置纵向钢筋的组合配筋率、竖向箍筋的组合配筋率，进行截面抗剪配筋率判断；步骤3)基于最薄弱锲形截面的抗剪承载力，根据配筋率判断结果，选择计算锲形截面抗剪承载力；步骤4)基于锲形截面抗剪承载力进行抗剪设计判断。2.根据权利要求1所述的一种锲形截面充分抗剪设计方法，其特征在于，所述最薄弱锲形截面在应变0点处，形成相互垂直的开裂面与承压面，开裂面向斜下方延伸至底，承压面向斜上方延伸至顶。3.根据权利要求1所述的一种锲形截面充分抗剪设计方法，其特征在于，所述最薄弱锲形截面的抗剪承载力为：其中，h0为截面有效高度，b为截面宽度，σ
c
为承压面混凝土计算应力，σ
sj
为弯起钢筋第j根计算应力，A
sj
为弯起钢筋第j根面积，θ
sj
为弯起钢筋第j根计算应力与正截面法线锐夹角，N
d
为截面的设计轴力，q
d
为截面的设计竖向压力，σ
sz
为开裂面纵向钢筋计算应力，A
sz
为开裂面纵向钢筋面积，σ
sg
为开裂面竖向箍筋计算应力，μ
sg
为开裂面竖向箍筋配筋率，为开裂面竖向箍筋配筋率，4.根据权利要求3所述的一种锲形截面充分抗剪设计方法，其特征在于，所述步骤2)中计算的纵向钢筋的组合配筋率表示为k
sz
(μ
sz
+μ
N
)，竖向箍筋的组合配筋率表示为k
sg
(μ
sg
+μ
q
)。5.根据权利要求4所述的一种锲形截面充分抗剪设计方法，其特征在于，所述截面抗剪配筋率判断的规则为：判断计算得到的纵向钢筋的组合配筋率与竖向箍筋的组合配筋率是否大于等于充分配筋率，若是，则将对应的纵向钢筋的组合配筋率或竖向箍筋的组合配筋率赋值为充分配筋率，若否，则保留计算得到的组合配筋率。6.根据权利要求5所述的一种锲形截面充分抗剪设计方法，其特征在于，所述充分配筋率为0.5...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘欣，胡可，毛洪强，齐运书，曹皓，孙敦华，刁凯，曹进，包叶波，
申请(专利权)人：安徽省交通控股集团有限公司，
类型：发明
国别省市：