【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于土木结构或建筑材料类的数据处理，具体涉及一种基于高强纵筋的方形柱构件偏心受压承载力计算方法。
技术介绍
1、建筑工程是城市发展的重要体现，也是社会和自然资源消耗的主要领域。其中钢筋混凝土结构在新建建筑工程中的应用占比超60%，而钢筋作为此类结构的主要组成，其过度消耗是导致自然资源消耗甚至环境恶化的主要因素之一。因此，研发和使用高强钢筋是减少建筑资源消耗，保证可持续性发展的重要举措之一。
2、高强度钢的应用技术已被列为当前重点推广应用的建筑业10项新技术之一。随着高强度钢需求的增加，业内对热轧高强钢筋的成分形态和生产工艺进行了大量的研究。尽管对屈服应力超过600mpa的高强钢筋已经形成了一系列成熟的制造工艺，但由于现有的设计规范规定有限，目前工程实践中应用的高强钢筋强度仍然相对保守。例如建筑规范aci318将钢筋的屈服强度限制在550 mpa；ceb-fip型号规范仅规定了500级以下的钢筋的使用要求；同样，as 3600虽然扩大了钢筋的强度范围，并于2018年引入了600 mpa钢筋，但仍未有更高强度的高强钢筋的使用先例；而与上述设计规范相比，gb50010提供的屈服强度甚至仅为500mpa。此外，如《混凝土结构设计规范》gb50010-2002及《建筑抗震设计规范》gb50011-2001中规定在非预应力混凝土结构中采用的钢筋强度应当分别为屈服强度235mpa、屈服强度335mpa和屈服强度400mpa，且其中400mpa级的钢筋用量仅占钢筋总用量的10%左右；对于更高强度的屈服强度500mpa及以上
3、鉴于在实际工程中，对于偏心受压柱构件的使用十分广泛，因此对于采用高强纵筋的方形柱构件，亟待研发出一种基于高强纵筋的方形柱构件偏心受压承载力计算方法，以解决目前采用高强纵筋的混凝土柱构件在偏心受压设计验算时缺乏适用公式的情况，最终为高强钢筋在偏心受压实际工程应用提供实用借鉴依据。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种基于高强纵筋的方形柱构件偏心受压承载力计算方法，其解决了目前采用高强纵筋的混凝土柱构件在偏心受压设计验算时缺乏适用公式的情况；本专利技术通过准确计算出基于高强纵筋的方形柱构件的偏心受压极限承载力，为准确评估偏心受压构件的可靠性提供了数据基础，最终为高强钢筋在偏心受压实际工程应用提供实用借鉴依据。
2、为实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：
3、基于高强纵筋的方形柱构件偏心受压承载力计算方法，其特征在于，按照下式计算基于高强纵筋的方形柱构件的最大偏心受压承载力 n u：
4、对于大偏心受压构件， n u的计算公式为：
5、
6、对于小偏心受压构件， n u的计算公式为：
7、
8、式中：
9、 α 1为系数，表示受压区混凝土矩形应力图应力值与混凝土轴心抗压强度设计值的比值；
10、 f cc为约束混凝土强度，单位为mpa；
11、 b为方形柱构件的截面宽度，单位为mm；
12、 x为方形柱构件受压区高度，单位为mm；
13、 k为高强纵筋与混凝土的匹配系数；
14、 f y’为高强纵筋抗压屈服强度，单位为mpa；
15、 a s’为受压纵筋面积，单位为mm2；
16、 f y为高强纵筋抗拉屈服强度，单位为mpa；
17、 a s为受拉纵筋面积，单位为mm2；
18、 σ s为小偏心受压构件中受拉钢筋实际拉应力值，单位为mpa。
19、优选的，约束混凝土强度 f cc的取值如下：
20、
21、式中：
22、 f ck为混凝土轴心抗压强度，单位为mpa；
23、 k e为形状系数；
24、 f yv为箍筋屈服强度，单位为mpa；
25、 a sv为混凝土横截面上的箍筋总面积，单位为mm2；
26、 s为方形柱构件中相邻箍筋间距，单位为mm；
27、 b c为核心混凝土宽度，单位为mm；
28、 h c为核心混凝土高度，单位为mm。
29、优选的，小偏心受压构件中受拉钢筋实际拉应力值 σ s的取值如下：
30、
31、式中：
32、 h为实际相对受压区高度，单位为mm；
33、 h b为界限相对受压区高度，单位为mm；
34、 β 1’为方形柱构件受压区高度 x与中和轴高度 x c的比值；本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于高强纵筋的方形柱构件偏心受压承载力计算方法，其特征在于：按照下式计算基于高强纵筋的方形柱构件的最大偏心受压承载力Nu：
2.根据权利要求1所述的基于高强纵筋的方形柱构件偏心受压承载力计算方法，其特征在于：约束混凝土强度fcc的取值如下：
3.根据权利要求1或2所述的基于高强纵筋的方形柱构件偏心受压承载力计算方法，其特征在于：小偏心受压构件中受拉钢筋实际拉应力值σs的取值如下：
4.根据权利要求3所述的基于高强纵筋的方形柱构件偏心受压承载力计算方法，其特征在于：混凝土极限压应变εcu的取值如下：
5.根据权利要求1或2所述的基于高强纵筋的方形柱构件偏心受压承载力计算方法，其特征在于：高强纵筋与混凝土的匹配系数k的取值如下：
6.根据权利要求1或2所述的基于高强纵筋的方形柱构件偏心受压承载力计算方法，其特征在于：系数α1对应C50以下混凝土的取值为1.0，对应C80混凝土的取值为0.94，其余按插值取得。
7.根据权利要求1或2所述的基于高强纵筋的方形柱构件偏心受压承载力计算方法，其特征在于：高强纵筋抗压
8.根据权利要求1或2所述的基于高强纵筋的方形柱构件偏心受压承载力计算方法，其特征在于：所述高强纵筋的屈服强度为600MPa至750MPa。
...【技术特征摘要】
1.基于高强纵筋的方形柱构件偏心受压承载力计算方法，其特征在于：按照下式计算基于高强纵筋的方形柱构件的最大偏心受压承载力nu：
2.根据权利要求1所述的基于高强纵筋的方形柱构件偏心受压承载力计算方法，其特征在于：约束混凝土强度fcc的取值如下：
3.根据权利要求1或2所述的基于高强纵筋的方形柱构件偏心受压承载力计算方法，其特征在于：小偏心受压构件中受拉钢筋实际拉应力值σs的取值如下：
4.根据权利要求3所述的基于高强纵筋的方形柱构件偏心受压承载力计算方法，其特征在于：混凝土极限压应变εcu的取值如下：
5.根据权利要求1或2所述的基于...
【专利技术属性】
技术研发人员：沈奇罕，刘俊杰，王凤芹，谢强，王静峰，胡子明，魏魏，郭世豪，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：
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