CN111985027B - 组合梁抗弯承载力的计算方法 - Google Patents

组合梁抗弯承载力的计算方法 Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种组合梁抗弯承载力的计算方法，不但考虑了在疲劳荷载作用下，组合梁内部各构件的疲劳强度损伤，同时考虑到在锈蚀作用下，组合梁内部各构件的锈蚀强度损伤，并将这些损伤计入到组合梁抗弯承载力的计算过程，使得最终计算得出的抗弯承载力，与组合梁经过疲劳荷载和锈蚀共同作用后的实际情况贴合，计算结果更为准确。

Description

组合梁抗弯承载力的计算方法
技术领域
本申请涉及公路桥梁技术领域，特别是涉及一种组合梁抗弯承载力的计算方法。
背景技术
钢-混凝土组合梁以其良好的经济性，合理的受力性能在公路桥梁上得到了广泛的应用。传统的钢-混凝土组合梁抗弯承载力计算方法，一般按塑性方法计算组合梁抗弯承载力。
然而，传统按塑性方法计算组合梁抗弯承载力，存在一个很大的问题：计算结果与实际情况存在较大偏差。这是因为随着组合梁投入使用后，随着使用时间的增长，环境因素会对组合梁的结构和构件性能造成很大的影响，使用传统的塑性方法计算组合梁抗弯承载力的计算结构不够准确，与实际情况存在较大偏差。
发明内容
基于此，有必要针对传统组合梁抗弯承载力的计算方法的计算结果与实际情况存在较大偏差的问题，提供一种组合梁抗弯承载力的计算方法。
本申请提供一种组合梁抗弯承载力的计算方法，应用于包括多个构件的组合梁，所述组合梁抗弯承载力的计算方法包括：
构建在组合梁经历疲劳荷载作用下，每一个构件的疲劳损伤模型，以及在组合梁经历锈蚀作用下，每一个构件的锈蚀损伤模型；
基于每一个构件的疲劳损伤模型，以及每一个构件的锈蚀损伤模型，构建在组合梁同时经历疲劳荷载作用和锈蚀作用下，每一个构件的剩余强度模型；
依据每一个构件的剩余强度模型，得出组合梁的抗剪连接状况；
依据所述组合梁的抗剪连接状况，计算组合梁同时经历疲劳载荷作用和锈蚀作用下的极限抗弯承载力，输出计算结果。
本申请涉及一种组合梁抗弯承载力的计算方法，不但考虑了在疲劳荷载作用下，组合梁内部各构件的疲劳强度损伤，同时考虑到在锈蚀作用下，组合梁内部各构件的锈蚀强度损伤，并将这些损伤计入到组合梁抗弯承载力的计算过程，使得最终计算得出的抗弯承载力，与组合梁经过疲劳荷载和锈蚀共同作用后的实际情况贴合，计算结果更为准确。
附图说明
图1为本申请一实施例提供的组合梁抗弯承载力的计算方法的流程示意图；
图2为本申请一实施例提供的组合梁抗弯承载力的计算方法中，组合梁为部分抗剪连接，且塑性中性轴在钢上翼板内时，组合梁的受力分析示意图；
图3为本申请一实施例提供的组合梁抗弯承载力的计算方法中，组合梁为部分抗剪连接，且塑性中性轴在钢梁腹板内时，组合梁的受力分析示意图；
图4为本申请一实施例提供的组合梁抗弯承载力的计算方法中，组合梁为完全抗剪连接，且塑性中性轴在钢上翼板内时，组合梁的受力分析示意图；
图5为本申请一实施例提供的组合梁抗弯承载力的计算方法中，组合梁为完全抗剪连接，且塑性中性轴在钢梁腹板内时，组合梁的受力分析示意图；
图6为本申请一实施例提供的组合梁抗弯承载力的计算方法中，组合梁为完全抗剪连接，且塑性中性轴在混凝土翼板内时，组合梁的受力分析示意图。
附图标记：
10-混凝土板；20-钢梁；30-栓钉；40-塑性中性轴
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请提供一种组合梁抗弯承载力的计算方法。需要说明的是，本申请提供的组合梁抗弯承载力的计算方法不限制其应用的领域。可选地，本申请提供的组合梁抗弯承载力的计算方法的应用于包括多个构件的组合梁。
本申请提供的组合梁抗弯承载力的计算方法不限制其执行主体。可选地，本申请提供的组合梁抗弯承载力的计算方法的执行主体的可以为一种组合梁抗弯承载力计算终端。具体地，本申请提供的组合梁抗弯承载力的计算方法的执行主体的可以为所述组合梁抗弯承载力计算终端中的一个或多个处理器。
如图1所示，在本申请的一实施例中，所述组合梁抗弯承载力的计算方法应用于包括多个构件的组合梁。所述组合梁抗弯承载力的计算方法包括如下步骤S100至步骤S400：
S100，构建在组合梁经历疲劳荷载作用下，每一个构件的疲劳损伤模型。构建在组合梁经历锈蚀作用下，每一个构件的锈蚀损伤模型。
S200，构建在组合梁同时经历疲劳荷载作用和锈蚀作用下，每一个构件的剩余强度模型。每一个构件的剩余强度模型，是基于每一个构件的疲劳损伤模型，以及每一个构件的锈蚀损伤模型构建的。
S300，依据每一个构件的剩余强度模型，得出组合梁的抗剪连接状况。
S400，依据所述组合梁的抗剪连接状况，计算组合梁同时经历疲劳载荷作用和锈蚀作用下的极限抗弯承载力，输出计算结果。
具体地，所述多个构件可以为混凝土板、钢梁和栓钉。所述组合梁可以为钢-混凝土组合简支梁。
一条道路或一座桥梁，每天会有多辆车辆驶过。在长期车辆的疲劳荷载作用下，组合梁内部损伤不断累积，使得组合梁内部各构件的材料强度不断下降。这种疲劳损伤，可以等价为有多次疲劳荷载按顺序施加在组合梁上。每一次疲劳荷载都会对组合梁内部的构件成不可逆的疲劳损伤，进而导致构件材料和结构的静力强度的退化，当剩余强度降低到等于应力幅上限值时就会造成疲劳破坏，构件无法使用。
本申请的每一个构件的疲劳损伤模型的建立过程，需要遵循以下设定：
1.因组合梁各构件材料在疲劳荷载过程中变形绝大部分为弹性变化，所以可认为各构件材料的弹性模量在整个疲劳变形中不会产生退化。
2.依据强度-截面积等效换算法，设定组合梁各构件的疲劳强度损伤率等效于强度不变条件下的截面积损失率。
3.设定各构件存在一定数值的初始强度，各构件的剩余强度随着疲劳荷载次数的叠加而逐渐减小，当剩余强度等于疲劳荷载的应力幅上限值时，构件由于材料疲劳而破坏。
4.设定组合梁各构件经历多次疲劳荷载后，各构件截面的有效面积按衰减函数f(n/N)逐渐减小，n为疲劳荷载的加载累积此时，N为构件的寿命。
暴露外部环境下的桥梁除了承受车辆等反复荷载作用之外，还受到环境侵蚀作用的影响，进而引发结构锈蚀损伤。在组合桥梁建造过程中，与空气接触的钢材一般会进行防腐处理，而处于混凝土板内部的抗剪连接件(如栓钉)一般缺不进行特殊处理。一旦混凝土板开裂、钢-混结合面产生缝隙都将导致侵蚀介质(水、氧气、氯离子等)到达栓钉位置，引起栓钉锈蚀。
本申请的每一个构件的锈蚀损伤模型的建立过程，需要遵循以下设定：
1.被锈蚀的构件的承载力取决于最薄弱截面的性状，性状包括强度和有效截面积。
2.锈蚀仅对被锈蚀构件周边的表面造成侵蚀破坏。剔除锈蚀外壳后，构件内部剩余部分的力学性能不变。
3.锈蚀构件的强度损伤率等于强度不变条件下的构件有效截面损失率。
本实施例中，本申请提供的组合梁抗弯承载力的计算方法，不但考虑了在疲劳荷载作用下，组合梁内部各构件的疲劳强度损伤，同时考虑到在锈蚀作用下，组合梁内部各构件的锈蚀强度损伤，并将这些损伤计入到组合梁抗弯承载力的计算过程，使得最终计算得出的抗弯承载力，与组合梁经过疲劳荷载和锈蚀共同作用后的实际情况贴合，计算结果更为准确。
在本申请的一实施例中，所述步骤S100包括如下步骤S110至步骤S130：
S110，创建组合梁疲劳荷载条件，并获取组合梁中每一个构件的初始参数。所述组合梁疲劳荷载条件包括，对组合梁进行疲劳荷载的总加载次数。所述组合梁疲劳荷载条件还包括，单次加载的最大荷载值和最小荷载值。
S120，在所述组合梁疲劳荷载条件下，分别获取在组合梁承受疲劳荷载后，每一个构件的疲劳参数。依据每一个构件的疲劳参数和初始参数，构建在组合梁经历疲劳荷载作用下，每一个构件的疲劳损伤模型。
S130，计算每一个构件的锈蚀速率。依据每一个构件的锈蚀速率，依次获取时间与每一个构件的最薄弱截面锈蚀率的关系。构建在组合梁经历锈蚀作用下，每一个构件的锈蚀损伤模型。
具体地，所述组合梁疲劳荷载条件，可以人为预先设定。所述构件的初始参数，为组合梁未经任何疲劳载荷和锈蚀情况下的参数。步骤S120中，可以实际通过构建组合梁的仿真模型，并对仿真模型进行疲劳荷载试验后，获取试验数据中的每一个构件的疲劳参数。也可以不通过试验，通过查询参考文献和一些经验公式，在组合梁疲劳荷载条件下，计算每一个构件的疲劳参数。锈蚀方面也是同理，不再赘述。
前述内容已经提及过，被锈蚀的构件的承载力取决于最薄弱截面的性状。因此，步骤S130中，依据时间与每一个构件的最薄弱截面锈蚀率的关系，可以构建构件的锈蚀损伤模型。
本实施例中，通过依据组合梁中每一个构件的疲劳参数和初始参数，可以实现疲劳损伤模型的构建，通过获取时间与每一个构件的最薄弱截面锈蚀率的关系，可以实现锈蚀损伤模型的构建，两个模型的构建过程简单，且最大程度上还原了疲劳载荷和锈蚀的真实情况。
在本申请的一实施例中，所述步骤S120包括如下步骤S121a至S121c：
S121a，依据公式1，计算在疲劳荷载过程中，混凝土板所承受的最大应力幅。
其中，σc，max为在疲劳荷载过程中，混凝土板所承受的最大应力幅。Pmax为最大荷载值。L为组合梁计算跨径。I0为组合梁换算截面惯性矩。y为所求应力点到换算截面中性轴的距离。nE为钢材与混凝土的弹性模量之比。
具体地，所述最大荷载值即是步骤S112中的最大载荷值。
S121b，依据公式2，计算混凝土板疲劳寿命；
其中，Nc为混凝土板疲劳寿命。σc,max为在疲劳荷载过程中，混凝土板所承受的最大应力幅。fc'为混凝土圆柱体抗压强度。f1为抗压强度基准值。
具体地，混凝土板疲劳寿命可以通过疲劳试验测得。当缺乏疲劳试验条件时，可以通过公式2计算。抗压强度基准值是一个固定参数，取值可以为1Mpa。
S121c，依据公式3，构建在组合梁承受疲劳荷载后，混凝土板的疲劳损伤模型。
其中，Dc(n)为混凝土板的疲劳损伤度。σc，max为在疲劳荷载过程中，混凝土板所承受的最大应力幅。fc为初始混凝土板抗压强度。n为疲劳荷载的累积加载次数。Nc为混凝土疲劳寿命。
具体地，初始混凝土板抗压强度可以通过材料试验测得。混凝土板的疲劳损伤度表示，在经历了n次疲劳荷载之后，混凝土板的强度损伤程度是多少。
本实施例中，在组合梁整体承受疲劳荷载时，通过对混凝土板的疲劳损伤计算，可以得到混凝土板的疲劳损伤度，和与钢梁损伤的相关数据之间的关系，为后续组合梁抗弯承载力的计算提供了数据基础。
在本申请的一实施例中，所述步骤S120还包括如下步骤S122a至步骤S122c：
S122a，依据公式4，计算在疲劳荷载过程中，钢梁所承受的最大应力幅。
其中，σs,max为在疲劳荷载过程中，钢梁所承受的最大应力幅，Pmax为最大荷载值，L为组合梁计算跨径，I0为组合梁换算截面惯性矩，y为所求应力点到换算截面中性轴的距离。
具体地，所述最大荷载值即是步骤S112中的最大载荷值。
S122b，依据公式5，计算钢梁疲劳寿命。
其中，Ns为钢梁疲劳寿命，△σs为钢梁疲劳应力幅，σs,max为在疲劳荷载过程中，钢梁所承受的最大应力幅，Pmax为最大荷载值，σs,min为在疲劳荷载过程中，钢梁所承受的最小应力幅，Pmin为最小荷载值。
具体地，钢梁疲劳寿命可以通过疲劳试验测得。当缺乏疲劳试验条件时，可以通过公式5计算。
S122c，依据公式6，构建在组合梁承受疲劳荷载后，钢梁的疲劳损伤模型。
其中，Ds(n)为钢梁的疲劳损伤度，σs,max为在疲劳荷载过程中，钢梁所承受的最大应力幅，fs为初始钢梁抗压强度，n为疲劳荷载的累积加载次数，Ns为钢梁疲劳寿命。
具体地，初始钢梁抗压强度可以通过材料试验测得。钢梁的疲劳损伤度表示，在经历了n次疲劳荷载之后，钢梁的强度损伤程度是多少。
本实施例中，在组合梁整体承受疲劳荷载时，通过对钢梁的疲劳损伤计算，可以得到钢梁的疲劳损伤度，和与钢梁损伤的相关数据之间的关系，为后续组合梁抗弯承载力的计算提供了数据基础。
在本申请的一实施例中，所述步骤S120还包括如下步骤S123a至步骤S123c：
S123a，依据公式7，计算在疲劳荷载过程中，单个栓钉承受的最大剪应力。
其中，τst，max为在疲劳荷载过程中，单个栓钉承受的最大剪应力幅。Pmax为最大荷载值。S0为混凝土板对组合梁的组合截面中性轴的面积矩。△l为栓钉纵向布置间距。I0为组合梁换算截面惯性矩。nl为栓钉纵向布置列数。A0为单个栓钉未锈蚀时的截面积。
具体地，所述最大荷载值即是步骤S112中的最大载荷值。
S123b，依据公式5，计算栓钉疲劳寿命。
其中，Nst为栓钉疲劳寿命。△τst为栓钉疲劳应力幅。τst，max为在疲劳荷载过程中，单个栓钉承受的最大剪应力幅。Pmax为最大荷载值。τst,min为在疲劳荷载过程中，单个栓钉承受的最小剪应力幅。Pmin为最小荷载值。
具体地，栓钉疲劳寿命可以通过疲劳试验测得。当缺乏疲劳试验条件时，可以通过公式8计算。
S123c，依据公式8，构建组合梁承受疲劳荷载后，栓钉的疲劳损伤模型。
其中，Dst(n)为栓钉的疲劳损伤度。τst，max为在疲劳荷载过程中，单个栓钉承受的最大剪应力幅。fst为初始栓钉抗剪强度。n为疲劳荷载的累积加载次数。Nst为栓钉疲劳寿命。
具体地，初始栓钉抗剪强度可以通过材料试验测得。栓钉的疲劳损伤度表示，在经历了n次疲劳荷载之后，栓钉的强度损伤程度是多少。
本实施例中，在组合梁整体承受疲劳荷载时，通过对栓钉的疲劳损伤计算，可以得到栓钉的疲劳损伤度，和与栓钉损伤的相关数据之间的关系，为后续组合梁抗弯承载力的计算提供了数据基础。
在本申请的一实施例中，所述步骤S130包括如下步骤S131至步骤S133:
S131，依据公式10计算栓钉的腐蚀速率。
其中，rcorr(t)为栓钉的腐蚀速率。α为第一腐蚀速率常数。β为第二腐蚀速率常数。为水灰比。Ccover为混凝土保护层厚度。t为时间。
具体地，水灰比为，制成混凝土板的混凝土材料中水的用量与水泥用量的重量比值。当锈蚀速率随着时间变化而固定不变时，α的数值取1，β的数值取0。当锈蚀速率随着时间变化而降低时，α的数值取0.85，β的数值取0.29。
S132，依据公式11计算栓钉的最薄弱截面锈蚀率。
其中，ηs(t)为栓钉的最薄弱截面锈蚀率。d0为栓钉初始直径。rcorr(t)为栓钉的腐蚀速率。t为时间。A0为单个栓钉未锈蚀时的截面积。
S133，依据公式12构建栓钉的锈蚀损伤模型。
Dcor(t)＝ηs(t) 公式12
其中，Dcor(t)为栓钉的锈蚀损伤度。ηs(t)为栓钉的最薄弱截面锈蚀率。
具体地，本实施例中的组合梁的构件包括混凝土板、钢梁和栓钉。混凝土板属于耐腐蚀材料，不考虑锈蚀情况。而钢梁一般会做表面涂油等防腐处理，也不考虑锈蚀情况。因此，本实施例仅考虑栓钉的锈蚀情况。
锈蚀构件的强度损伤率等于强度不变条件下的构件有效截面损失率。因此公式12中，栓钉的锈蚀损伤度就等价于栓钉的最薄弱截面锈蚀率。栓钉的锈蚀损伤度表示，在经历了t时间长度的锈蚀作用之后，栓钉的强度损伤程度是多少。
本实施例中，通过对构件的锈蚀损伤计算，可以得到构件的锈蚀损伤度，和与锈蚀损伤的相关数据之间的关系，为后续组合梁抗弯承载力的计算提供了数据基础。
在本申请的一实施例中，所述步骤S200包括如下步骤S210至步骤S230：
S210，依据公式13，构建混凝土板的剩余强度模型。
fc(n)＝[1-Dc(n)]fc 公式13
其中，fc(n)为混凝土板的剩余强度。Dc(n)为混凝土板的疲劳损伤度。fc为初始混凝土板抗压强度。
具体地，混凝土板的剩余强度，等于初始混凝土板抗压强度减去疲劳损伤部分失去的强度，再减去锈蚀损伤部分失去的强度。由于混凝土板没有锈蚀损伤，因此只需减去疲劳损伤部分失去的强度。
S220，依据公式14，构建钢梁的剩余强度模型。
fs(n)＝[1-Ds(n)]fs 公式14
其中，fs(n)为钢梁的剩余强度。Ds(n)为钢梁的疲劳损伤度。fs为初始钢梁抗压强度。
具体地，钢梁的剩余强度，等于初始钢梁抗压强度减去疲劳损伤部分失去的强度，再减去锈蚀损伤部分失去的强度。由于钢梁没有锈蚀损伤，因此只需减去疲劳损伤部分失去的强度。
S230，依据公式15，构建栓钉的剩余强度模型。
fst(n)＝[1-Dst(n)-Dcor(t)]fst 公式15
其中，fst(n)为栓钉的剩余强度。Dst(n)为栓钉的疲劳损伤度。Dcor(t)为栓钉的锈蚀损伤度。t为时间。fst为初始栓钉抗剪强度。
具体地，栓钉的剩余强度，等于初始栓钉抗剪强度减去疲劳损伤部分失去的强度，再减去锈蚀损伤部分失去的强度。
本实施例中，通过分别对混凝土板、钢梁和栓钉进行剩余强度的分析，可以得到各个构件同时经历疲劳荷载作用和锈蚀作用下的剩余强度模型，符合组合梁的实际使用情况。
在本申请的一实施例中，所述步骤S400包括如下步骤S410至S460：
S410，对组合梁进行受力分析，获取组合梁的结构数据。
S420，依据组合梁的结构数据和公式16，计算经历n次疲劳加载和t时间锈蚀后，组合梁满足完全抗剪连接所需栓钉数量。
其中，nf为经历n次疲劳加载和t时间锈蚀后，组合梁满足完全抗剪连接所需栓钉数量。As为钢梁的截面面积。fs(n)为钢梁的剩余强度的表达式。Ac为混凝土翼板的截面面积。fc(n)为混凝土板的剩余强度的表达式。ηs(t)为栓钉的最薄弱截面锈蚀率。fst(n)为栓钉的剩余强度的表达式。A0为单个栓钉未锈蚀时的截面积。
S430，依据组合梁的结构数据和公式17，计算经历n次疲劳荷载后的组合梁抗剪连接度。
其中，ξ(n,t)为经历n次疲劳加载和t时间锈蚀后的组合梁抗剪连接度。ns为组合梁一个剪跨区内的栓钉实际布置数量。nf为经历n次疲劳加载和t时间锈蚀后，组合梁满足完全抗剪连接所需栓钉数量。
S440，判断经历n次疲劳加载和t时间锈蚀后的组合梁抗剪连接度，是否小于预设抗剪连接度。
S450，若经历n次疲劳加载和t时间锈蚀后的组合梁抗剪连接度，小于所述预设抗剪连接度，则确定所述组合梁为部分抗剪连接。依据部分抗剪连接的计算公式，计算组合梁同时经历疲劳载荷作用和锈蚀作用下的极限抗弯承载力。
S460，若经历n次疲劳加载和t时间锈蚀后的组合梁抗剪连接度，大于或等于所述预设抗剪连接度，则确定所述组合梁为完全抗剪连接。依据完全抗剪连接的计算公式，计算组合梁同时经历疲劳载荷作用和锈蚀作用下的极限抗弯承载力。
具体地，本实施例为了简化计算，以及省去一系列会影响计算结果的无关因素，作出以下设定：
1.依照弹性理论假设混凝土板和钢梁完全结合来计算组合梁的极限抗弯承载力，不计算钢与混凝土间的黏结力及摩擦作用。
2.因钢梁上翼板与钢梁腹板所受疲劳应力相对较小，因而仅考虑混凝土板与钢梁下翼板的材料强度折减。
3.为简化计算过程，混凝土板与钢梁下翼板的材料强度分别按各自截面形心位置处折减后的材料强度代替。
4.当混凝土板截面受拉时，混凝土板退出工作，即不计入混凝土板受拉强度。
本实施例中，预设抗剪连接度可以为1。若经历n次疲劳加载和t时间锈蚀后的组合梁抗剪连接度，小于1，则确定所述组合梁为部分抗剪连接。若经历n次疲劳加载和t时间锈蚀后的组合梁抗剪连接度，大于或等于1，则确定所述组合梁为完全抗剪连接。
本实施例中，通过判断经历n次疲劳加载和t时间锈蚀后的组合梁抗剪连接度，是否小于预设抗剪连接度，来判断组合梁抗剪连接的状况。并在组合梁为部分抗剪连接和完全抗剪连接两种不同情况下，采取不同的抗弯承载力的计算公式，从组合梁结构上实现了对组合梁实际情况的深化分析，使得抗弯承载力的计算结果更符合实际情况。
在本申请的一实施例中，所述步骤S450包括如下步骤S451至步骤S454b：
S451，依据公式18计算整个钢截面的极限拉力，依据公式19计算混凝土板受压区压力。
Fs＝Asfs-A'ft[fs-fs(n)] 公式18
其中，Fs为整个钢截面的极限拉力。As为钢梁的截面面积。fs为初始钢材的抗拉强度。A'ft为钢梁下翼缘面积。fs(n)为钢梁的剩余强度的表达式。
Fc＝nsA0fst(n)＝fc(n)beffxc 公式19
其中，Fc为混凝土板受压区压力。fc(n)为混凝土板的剩余强度的表达式。beff为混凝土翼板有效宽度。xc为混凝土板受压区高度。
S452，计算整个钢截面的极限拉力，与混凝土受压区压力的差值。判断所述差值处于第一数值范围内还是第二数值范围内。
所述第一数值范围为0<Fs-Fc<2fsAft。所述第二数值范围为Fs-Fc≥2fsAft。fs为初始钢梁抗压强度。Aft为钢梁上翼缘面积。
S453a，若所述差值处于所述第一数值范围内，则确定所述塑性中性轴在钢上翼板内。依据公式20计算两倍的钢梁上翼缘受压区压力。
Fsc＝Fs-Fc＝2fsbfA 公式20
其中，Fsc为两倍的钢梁上翼缘受压区压力。Fs为整个钢截面的极限拉力。Fc为混凝土板受压区压力。fs为初始钢材的抗拉强度。bf为钢梁上翼板宽度。A为钢梁受压区高度。
S453b，依据公式21计算组合梁的极限抗弯承载力。
其中，Mu为组合梁的极限抗弯承载力。Fsc为两倍的钢梁上翼缘受压区压力。Fs为整个钢截面的极限拉力。Fc为混凝土板受压区压力。d1为计入下翼缘钢材强度折减后钢梁受力合力点距钢梁顶面的距离。A为钢梁受压区高度。hc为混凝土翼板高度。xc为混凝土受压区高度。fs为初始钢材的抗拉强度。bf为钢梁上翼板宽度。fc(n)为混凝土板的剩余强度的表达式。beff为混凝土翼板有效宽度。
S454a，若所述差值处于所述第二数值范围内，则确定所述塑性中性轴在钢梁腹板内，依据公式22计算两倍的钢梁腹板受压区压力。
Fs'c＝Fs-Fc-2fsAft＝2fstwA 公式22
其中，F′sc为两倍的钢梁腹板受压区压力。Fs为整个钢截面的极限拉力。Fc为混凝土板受压区压力。fs为钢梁上翼板宽度。A为钢梁受压区高度。tw为钢梁腹板厚度。
S454b，依据公式23计算组合梁的极限抗弯承载力。
其中，Mu为组合梁的极限抗弯承载力。F′sc为两倍的钢梁腹板受压区压力。Fs为整个钢截面的极限拉力。Fc为混凝土板受压区压力。d1为计入下翼缘钢材强度折减后钢梁受力合力点距钢梁顶面的距离。hc为混凝土翼板高度。tf为钢梁上翼板的厚度。tw为钢梁腹板厚度。A为钢梁受压区高度。fs为初始钢材的抗拉强度。Aft为钢梁上翼缘面积。fc(n)为混凝土板的剩余强度的表达式。beff为混凝土翼板有效宽度。
具体地，塑性中性轴指的是，钢梁的中性层和横截面的交线，在钢梁受弯曲作用下，横截面与应力平面的交线上各点的正应力值均为零，这条交线成为塑性中性轴。在组合梁为部分抗剪连接的情况下，塑性中性轴的所处位置有两种情况，一种是位于钢梁上翼板内(请参见图2)，一种是位于钢梁腹板内(请参见图3)。
通过确定塑性中性轴，可以实现对组合梁横截面的受压区和受拉区的划分。一般来说，在组合梁受弯作用下，塑性中性轴以上为受压区，以下为受拉区。
本实施例中，通过计算整个钢截面的极限拉力，与混凝土受压区压力的差值，以及判断差值所处的数值范围，可以实现确定塑性中性轴的位置，从而可以实现在组合梁为部分抗剪连接的情况下，计算不同塑性中性轴位置对应的组合梁的极限抗弯承载力。
在本申请一实施例中，所述步骤S460包括如下步骤S461至步骤S466b：
S461，依据公式18计算整个钢截面的极限拉力，依据公式24计算混凝土受压区压力。
Fc＝fc(n)beffhc 公式24
其中，Fc为混凝土受压区压力。fc(n)为混凝土板的剩余强度的表达式。beff为混凝土翼板有效宽度。hc为混凝土翼板高度。
S462，计算整个钢截面的极限拉力，与混凝土受压区压力的差值。判断所述差值处于所述第一数值范围内、所述第二数值范围内还是第三数值范围内。所述第三数值范围为小于或等于0的数值范围。
S463a，若所述差值处于所述第一数值范围内，则确定塑性中性轴在钢上翼板内。依据公式20计算两倍的钢梁上翼缘受压区压力。
S464b，依据所述公式25计算组合梁的极限抗弯承载力。
其中，Mu为组合梁的极限抗弯承载力。Fs为整个钢截面的极限拉力。Fc为混凝土受压区压力。d1为计入下翼缘钢材强度折减后钢梁受力合力点距钢梁顶面的距离。A为钢梁受压区高度。hc为混凝土翼板高度。Fsc为两倍的钢梁上翼缘受压区压力。fs为初始钢材的抗拉强度。bf为钢梁上翼板宽度。
S465a，若所述差值处于所述第二数值范围内，则确定所述塑性中性轴在钢梁腹板内。依据公式22计算两倍的钢梁腹板受压区压力。
S465b，依据公式26计算组合梁的极限抗弯承载力。
其中，Mu为组合梁的极限抗弯承载力。F′sc为两倍的钢梁腹板受压区压力。Fs为整个钢截面的极限拉力。Fc为混凝土受压区压力。d1为计入下翼缘钢材强度折减后钢梁受力合力点距钢梁顶面的距离。tf为钢梁上翼板厚度。A为钢梁受压区高度。hc为混凝土翼板高度。fs为初始钢材的抗拉强度。bf为钢梁上翼板宽度。tw为钢梁腹板厚度。
S466a，若所述差值处于所述第三数值范围内，则确定所述塑性中性轴在混凝土翼板内。依据公式27重新计算整个钢截面的极限拉力和混凝土受压区压力。
Fs＝Fc＝fc(n)beffxc 公式27
其中，Fs为整个钢截面的极限拉力。Fc为混凝土受压区压力。fc(n)为混凝土板的剩余强度的表达式。beff为混凝土翼板有效宽度。xc为混凝土受压区高度。S466b，依据公式28计算组合梁的极限抗弯承载力。
其中，Mu为组合梁的极限抗弯承载力。Fs为整个钢截面的极限拉力。Fc为混凝土受压区压力。hc为混凝土翼板高度。xc为混凝土受压区高度。d1为计入下翼缘钢材强度折减后钢梁受力合力点距钢梁顶面的距离。fc(n)为混凝土的剩余强度的表达式。beff为混凝土翼板有效宽度。
具体地，与部分抗剪连接情况不同，在组合梁为完全抗剪连接的情况下，塑性中性轴的所处位置有三种情况，一种是位于钢梁上翼板内(请参见图4)，一种是位于钢梁腹板内(请参见图5)，还有一种是位于混凝土翼板内(请参见图6)。
前述内容已经提及到，通过确定塑性中性轴，可以实现对组合梁横截面的受压区和受拉区的划分。一般来说，在组合梁受弯作用下，塑性中性轴以上为受压区，以下为受拉区。
前两种塑性中性轴的所处位置的情况，与步骤S451至步骤S454b列举的实施例的原理类似，此处不再重复说明。下面着重说明下第三种情况，即塑性中性轴位于混凝土翼板内时，组合梁的极限抗弯承载力的计算方法的原理。
当整个钢截面的极限拉力，与混凝土受压区压力的差值处于第三数值范围内，即小于或等于0时，表明混凝土板截面受压区压力大于或等于钢梁的钢截面的极限拉力。此时，钢截面的拉力无法抵扣混凝土板全截面受压的压力，因此截面中心轴将发生上移的现象。也即，塑性中性轴上移，且移动至混凝土翼板内，如图6所示，此时混凝土受压区高度为xc，则混凝土受压区压力应当表示为fc(n)beffxc。
本实施例中，通过计算整个钢截面的极限拉力，与混凝土受压区压力的差值，以及判断差值所处的数值范围，可以实现确定塑性中性轴的位置，从而可以实现在组合梁为完全抗剪连接的情况下，计算不同塑性中性轴位置对应的组合梁的极限抗弯承载力。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，各方法步骤也并不做执行顺序的限制，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种组合梁抗弯承载力的计算方法，其特征在于，应用于包括多个构件的组合梁，所述组合梁抗弯承载力的计算方法包括：
S100，构建在组合梁经历疲劳荷载作用下，每一个构件的疲劳损伤模型，以及在组合梁经历锈蚀作用下，每一个构件的锈蚀损伤模型；
S200，基于每一个构件的疲劳损伤模型，以及每一个构件的锈蚀损伤模型，构建在组合梁同时经历疲劳荷载作用和锈蚀作用下，每一个构件的剩余强度模型；
S300，依据每一个构件的剩余强度模型，得出组合梁的抗剪连接状况；
S400，依据所述组合梁的抗剪连接状况，计算组合梁同时经历疲劳载荷作用和锈蚀作用下的极限抗弯承载力，输出计算结果；
所述步骤S400包括：
S410，对组合梁进行受力分析，获取组合梁的结构数据；
S420，依据组合梁的结构数据和公式16，计算经历n次疲劳加载和t时间锈蚀后，组合梁满足完全抗剪连接所需栓钉数量；
其中，nf为经历n次疲劳加载和t时间锈蚀后，组合梁满足完全抗剪连接所需栓钉数量，As为钢梁的截面面积，fs(n)为钢梁的剩余强度的表达式，Ac为混凝土翼板的截面面积，fc(n)为混凝土板的剩余强度的表达式，ηs(t)为栓钉的最薄弱截面锈蚀率，fst(n)为栓钉的剩余强度的表达式，A0为单个栓钉未锈蚀时的截面积；
S430，依据组合梁的结构数据和公式17，计算经历n次疲劳荷载后的组合梁抗剪连接度；
其中，ξ(n,t)为经历n次疲劳加载和t时间锈蚀后的组合梁抗剪连接度，ns为组合梁一个剪跨区内的栓钉实际布置数量，nf为经历n次疲劳加载和t时间锈蚀后，组合梁满足完全抗剪连接所需栓钉数量；
S440，判断经历n次疲劳加载和t时间锈蚀后的组合梁抗剪连接度，是否小于预设抗剪连接度；
S450，若经历n次疲劳加载和t时间锈蚀后的组合梁抗剪连接度，小于所述预设抗剪连接度，则确定所述组合梁为部分抗剪连接，依据部分抗剪连接的计算公式，计算组合梁同时经历疲劳载荷作用和锈蚀作用下的极限抗弯承载力；
S460，若经历n次疲劳加载和t时间锈蚀后的组合梁抗剪连接度，大于或等于所述预设抗剪连接度，则确定所述组合梁为完全抗剪连接，依据完全抗剪连接的计算公式，计算组合梁同时经历疲劳载荷作用和锈蚀作用下的极限抗弯承载力。
2.根据权利要求1所述的组合梁抗弯承载力的计算方法，其特征在于，所述步骤S100包括：
S110，创建组合梁疲劳荷载条件，并获取组合梁中每一个构件的初始参数；所述组合梁疲劳荷载条件包括对组合梁进行疲劳荷载的总加载次数，以及单次加载的最大荷载值和最小荷载值；
S120，在所述组合梁疲劳荷载条件下，分别获取在组合梁承受疲劳荷载后，每一个构件的疲劳参数，并依据每一个构件的疲劳参数和初始参数，构建在组合梁经历疲劳荷载作用下，每一个构件的疲劳损伤模型；
S130，计算每一个构件的锈蚀速率，依据每一个构件的锈蚀速率，依次获取时间与每一个构件的最薄弱截面锈蚀率的关系，构建在组合梁经历锈蚀作用下，每一个构件的锈蚀损伤模型。
3.根据权利要求2所述的组合梁抗弯承载力的计算方法，其特征在于，所述步骤S120包括：
S121a，依据公式1，计算在疲劳荷载过程中，混凝土板所承受的最大应力幅；
其中，σc，max为在疲劳荷载过程中，混凝土板所承受的最大应力幅，Pmax为最大荷载值，L为组合梁计算跨径，I0为组合梁换算截面惯性矩，y为所求应力点到换算截面中性轴的距离，nE为钢材与混凝土的弹性模量之比；
S121b，依据公式2，计算混凝土板疲劳寿命；
其中，Nc为混凝土板疲劳寿命，σc,max为在疲劳荷载过程中，混凝土板所承受的最大应力幅，fc'为混凝土圆柱体抗压强度，f1为抗压强度基准值；
S121c，依据公式3，构建在组合梁承受疲劳荷载后，混凝土板的疲劳损伤模型；
其中，Dc(n)为混凝土板的疲劳损伤度，σc，max为在疲劳荷载过程中，混凝土板所承受的最大应力幅，fc为初始混凝土板抗压强度，n为疲劳荷载的累积加载次数，Nc为混凝土疲劳寿命。
4.根据权利要求3所述的组合梁抗弯承载力的计算方法，其特征在于，所述步骤S120还包括：
S122a，依据公式4，计算在疲劳荷载过程中，钢梁所承受的最大应力幅；
其中，σs,max为在疲劳荷载过程中，钢梁所承受的最大应力幅，Pmax为最大荷载值，L为组合梁计算跨径，I0为组合梁换算截面惯性矩，y为所求应力点到换算截面中性轴的距离；
S122b，依据公式5，计算钢梁疲劳寿命；
其中，Ns为钢梁疲劳寿命，Δσs为钢梁疲劳应力幅，σs,max为在疲劳荷载过程中，钢梁所承受的最大应力幅，Pmax为最大荷载值，σs,min为在疲劳荷载过程中，钢梁所承受的最小应力幅，Pmin为最小荷载值；
S122c，依据公式6，构建在组合梁承受疲劳荷载后，钢梁的疲劳损伤模型；
其中，Ds(n)为钢梁的疲劳损伤度，σs,max为在疲劳荷载过程中，钢梁所承受的最大应力幅，fs为初始钢梁抗压强度，n为疲劳荷载的累积加载次数，Ns为钢梁疲劳寿命。
5.根据权利要求4所述的组合梁抗弯承载力的计算方法，其特征在于，所述步骤S120还包括：
S123a，依据公式7，计算在疲劳荷载过程中，单个栓钉承受的最大剪应力；
其中，τst，max为在疲劳荷载过程中，单个栓钉承受的最大剪应力幅，Pmax为最大荷载值，S0为混凝土板对组合梁的组合截面中性轴的面积矩，Δl为栓钉纵向布置间距，I0为组合梁换算截面惯性矩，nl为栓钉纵向布置列数，A0为单个栓钉未锈蚀时的截面积；
S123b，依据公式5，计算栓钉疲劳寿命；
其中，Nst为栓钉疲劳寿命，Δtst为栓钉疲劳应力幅，τst，max为在疲劳荷载过程中，单个栓钉承受的最大剪应力幅，Pmax为最大荷载值，τst,min为在疲劳荷载过程中，单个栓钉承受的最小剪应力幅，Pmin为最小荷载值；
S123c，依据公式8，构建组合梁承受疲劳荷载后，栓钉的疲劳损伤模型；
其中，Dst(n)为栓钉的疲劳损伤度，τst，max为在疲劳荷载过程中，单个栓钉承受的最大剪应力幅，fst为初始栓钉抗剪强度，n为疲劳荷载的累积加载次数，Nst为栓钉疲劳寿命。
6.根据权利要求5所述的组合梁抗弯承载力的计算方法，其特征在于，所述步骤S130包括：
S131，依据公式10计算栓钉的腐蚀速率；
其中，rcorr(t)为栓钉的腐蚀速率，α为第一腐蚀速率常数，β为第二腐蚀速率常数，为水灰比，Ccover为混凝土保护层厚度，t为时间；
S132，依据公式11计算栓钉的最薄弱截面锈蚀率；
其中，ηs(t)为栓钉的最薄弱截面锈蚀率，d0为栓钉初始直径，rcorr(t)为栓钉的腐蚀速率，t为时间，A0为单个栓钉未锈蚀时的截面积；
S133，依据公式12构建栓钉的锈蚀损伤模型；
Dcor(t)＝ηs(t) 公式12；
其中，Dcor(t)为栓钉的锈蚀损伤度，ηs(t)为栓钉的最薄弱截面锈蚀率。
7.根据权利要求6所述的组合梁抗弯承载力的计算方法，其特征在于，所述步骤S200包括：
S210，依据公式13，构建混凝土板的剩余强度模型；
fc(n)＝[1-Dc(n)]fc 公式13；
其中，fc(n)为混凝土板的剩余强度，Dc(n)为混凝土板的疲劳损伤度，fc为初始混凝土板抗压强度；
S220，依据公式14，构建钢梁的剩余强度模型；
fs(n)＝[1-Ds(n)]fs 公式14；
其中，fs(n)为钢梁的剩余强度，Ds(n)为钢梁的疲劳损伤度，fs为初始钢梁抗压强度；
S230，依据公式15，构建栓钉的剩余强度模型；
fst(n)＝[1-Dst(n)-Dcor(t)]fst 公式15；
其中，fst(n)为栓钉的剩余强度，Dst(n)为栓钉的疲劳损伤度，Dcor(t)为栓钉的锈蚀损伤度，t为时间，fst为初始栓钉抗剪强度。
8.根据权利要求7所述的组合梁抗弯承载力的计算方法，其特征在于，所述步骤S450包括：
S451，依据公式18计算整个钢截面的极限拉力，依据公式19计算混凝土板受压区压力；
Fs＝Asfs-A'ft[fs-fs(n)] 公式18；
其中，Fs为整个钢截面的极限拉力，As为钢梁的截面面积，fs为初始钢材的抗拉强度，A'ft为钢梁下翼缘面积，fs(n)为钢梁的剩余强度的表达式；
Fc＝nsA0fst(n)＝fc(n)beffxc 公式19；
其中，Fc为混凝土板受压区压力，fc(n)为混凝土板的剩余强度的表达式，beff为混凝土翼板有效宽度，xc为混凝土板受压区高度；
S452，计算整个钢截面的极限拉力，与混凝土受压区压力的差值，判断所述差值处于第一数值范围内还是第二数值范围内；
所述第一数值范围为0<Fs-Fc<2fsAft；所述第二数值范围为Fs-Fc≥2fsAft；fs为初始钢梁抗压强度，Aft为钢梁上翼缘面积；
S453a，若所述差值处于所述第一数值范围内，则确定塑性中性轴在钢上翼板内，依据公式20计算两倍的钢梁上翼缘受压区压力；
Fsc＝Fs-Fc＝2fsbfA 公式20；
其中，Fsc为两倍的钢梁上翼缘受压区压力，Fs为整个钢截面的极限拉力，Fc为混凝土板受压区压力，fs为初始钢材的抗拉强度，bf为钢梁上翼板宽度，A为钢梁受压区高度；
S453b，依据公式21计算组合梁的极限抗弯承载力；
其中，Mu为组合梁的极限抗弯承载力，Fsc为两倍的钢梁上翼缘受压区压力，Fs为整个钢截面的极限拉力，Fc为混凝土板受压区压力，d1为计入下翼缘钢材强度折减后钢梁受力合力点距钢梁顶面的距离，A为钢梁受压区高度，hc为混凝土翼板高度，xc为混凝土受压区高度，fs为初始钢材的抗拉强度，bf为钢梁上翼板宽度，fc(n)为混凝土板的剩余强度的表达式，beff为混凝土翼板有效宽度；
S454a，若所述差值处于所述第二数值范围内，则确定所述塑性中性轴在钢梁腹板内，依据公式22计算两倍的钢梁腹板受压区压力；
F′sc＝Fs-Fc-2fsAft＝2fstwA 公式22；
其中，F′sc为两倍的钢梁腹板受压区压力，Fs为整个钢截面的极限拉力，Fc为混凝土板受压区压力，fs为钢梁上翼板宽度，A为钢梁受压区高度，tw为钢梁腹板厚度；
S454b，依据公式23计算组合梁的极限抗弯承载力；
其中，Mu为组合梁的极限抗弯承载力，F′sc为两倍的钢梁腹板受压区压力，Fs为整个钢截面的极限拉力，Fc为混凝土板受压区压力，d1为计入下翼缘钢材强度折减后钢梁受力合力点距钢梁顶面的距离，hc为混凝土翼板高度，tf为钢梁上翼板的厚度，tw为钢梁腹板厚度，A为钢梁受压区高度，fs为初始钢材的抗拉强度，Aft为钢梁上翼缘面积，fc(n)为混凝土板的剩余强度的表达式，beff为混凝土翼板有效宽度。
9.根据权利要求8所述的组合梁抗弯承载力的计算方法，其特征在于，所述步骤S460包括：
S461，依据公式18计算整个钢截面的极限拉力，依据公式24计算混凝土受压区压力；
Fc＝fc(n)beffhc 公式24；
其中，Fc为混凝土受压区压力，fc(n)为混凝土板的剩余强度的表达式，beff为混凝土翼板有效宽度，hc为混凝土翼板高度；
S462，计算整个钢截面的极限拉力，与混凝土受压区压力的差值，判断所述差值处于所述第一数值范围内、所述第二数值范围内还是第三数值范围内；
所述第三数值范围为小于或等于0的数值范围；
S463a，若所述差值处于所述第一数值范围内，则确定塑性中性轴在钢上翼板内，依据公式20计算两倍的钢梁上翼缘受压区压力；
S464b，依据公式25计算组合梁的极限抗弯承载力；
其中，Mu为组合梁的极限抗弯承载力，Fs为整个钢截面的极限拉力，Fc为混凝土受压区压力，d1为计入下翼缘钢材强度折减后钢梁受力合力点距钢梁顶面的距离，A为钢梁受压区高度，hc为混凝土翼板高度，Fsc为两倍的钢梁上翼缘受压区压力，fs为初始钢材的抗拉强度，bf为钢梁上翼板宽度；
S465a，若所述差值处于所述第二数值范围内，则确定所述塑性中性轴在钢梁腹板内，依据公式22计算两倍的钢梁腹板受压区压力；
S465b，依据公式26计算组合梁的极限抗弯承载力；
其中，Mu为组合梁的极限抗弯承载力，F′sc为两倍的钢梁腹板受压区压力，Fs为整个钢截面的极限拉力，Fc为混凝土受压区压力，d1为计入下翼缘钢材强度折减后钢梁受力合力点距钢梁顶面的距离，tf为钢梁上翼板厚度，A为钢梁受压区高度，hc为混凝土翼板高度，fs为初始钢材的抗拉强度，bf为钢梁上翼板宽度，tw为钢梁腹板厚度；
S466a，若所述差值处于所述第三数值范围内，则确定所述塑性中性轴在混凝土翼板内，依据公式27重新计算整个钢截面的极限拉力和混凝土受压区压力；
Fs＝Fc＝fc(n)beffxc 公式27；
其中，Fs为整个钢截面的极限拉力，Fc为混凝土受压区压力，fc(n)为混凝土板的剩余强度的表达式，beff为混凝土翼板有效宽度，xc为混凝土受压区高度；
S466b，依据公式28计算组合梁的极限抗弯承载力；
其中，Mu为组合梁的极限抗弯承载力，Fs为整个钢截面的极限拉力，Fc为混凝土受压区压力，hc为混凝土翼板高度，xc为混凝土受压区高度，d1为计入下翼缘钢材强度折减后钢梁受力合力点距钢梁顶面的距离，fc(n)为混凝土的剩余强度的表达式，beff为混凝土翼板有效宽度。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114722553B (zh) * 2020-12-22 2024-07-02 宁波大学科学技术学院 装配式组合楼板的抗弯极限荷载计算方法及计算机可读存储介质
CN113051754B (zh) * 2021-03-23 2022-06-21 同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司 一种非对称翼缘h型钢组合梁截面设计方法
CN113139225B (zh) * 2021-04-20 2023-03-17 杭州铁木辛柯建筑结构设计事务所有限公司 一种防火装饰一体化钢梁抗弯承载力的提高方法
CN113255048B (zh) * 2021-06-25 2023-04-28 清华大学 复合钢材组合梁及其承载能力的获取方法

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012127077A (ja) * 2010-12-14 2012-07-05 Jfe Steel Corp 合成桁の曲げ耐荷力の推定方法
CN103995955A (zh) * 2014-04-17 2014-08-20 中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所 一种飞机外挂连接结构承载能力的分析方法
JP2015010459A (ja) * 2013-07-02 2015-01-19 大成建設株式会社 座屈耐力算定方法
CN105115886A (zh) * 2015-08-24 2015-12-02 东南大学 钢-混凝土组合梁抗剪连接件的锈蚀试验装置及方法
CN108920798A (zh) * 2018-06-22 2018-11-30 长沙理工大学 粘结退化影响下pc构件抗弯承载力计算方法
CN109610650A (zh) * 2018-11-23 2019-04-12 大连理工大学 钢管混凝土柱-钢梁穿心螺栓连接节点抗弯承载力和弯矩-转角曲线的一种计算方法
CN109779286A (zh) * 2018-07-24 2019-05-21 南京航空航天大学 加固钢筋砼受弯梁抗剪承载力计算方法
CN109883940A (zh) * 2019-02-28 2019-06-14 北京石油化工学院 一种基于受力钢筋电化学信号的腐蚀度与力学性能退化规律模型的构建方法
CN110705163A (zh) * 2019-09-30 2020-01-17 北京航空航天大学 一种复合材料层合结构的疲劳系统可靠性分析方法
WO2020042753A1 (zh) * 2018-08-30 2020-03-05 长沙理工大学 季节性腐蚀与疲劳耦合作用下钢筋混凝土桥梁寿命预测方法
CN110929329A (zh) * 2019-12-05 2020-03-27 同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司 复合纤维材加固预应力混凝土梁受弯承载力简化计算方法

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012127077A (ja) * 2010-12-14 2012-07-05 Jfe Steel Corp 合成桁の曲げ耐荷力の推定方法
JP2015010459A (ja) * 2013-07-02 2015-01-19 大成建設株式会社 座屈耐力算定方法
CN103995955A (zh) * 2014-04-17 2014-08-20 中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所 一种飞机外挂连接结构承载能力的分析方法
CN105115886A (zh) * 2015-08-24 2015-12-02 东南大学 钢-混凝土组合梁抗剪连接件的锈蚀试验装置及方法
CN108920798A (zh) * 2018-06-22 2018-11-30 长沙理工大学 粘结退化影响下pc构件抗弯承载力计算方法
CN109779286A (zh) * 2018-07-24 2019-05-21 南京航空航天大学 加固钢筋砼受弯梁抗剪承载力计算方法
WO2020042753A1 (zh) * 2018-08-30 2020-03-05 长沙理工大学 季节性腐蚀与疲劳耦合作用下钢筋混凝土桥梁寿命预测方法
CN109610650A (zh) * 2018-11-23 2019-04-12 大连理工大学 钢管混凝土柱-钢梁穿心螺栓连接节点抗弯承载力和弯矩-转角曲线的一种计算方法
WO2020103234A1 (zh) * 2018-11-23 2020-05-28 大连理工大学 钢管混凝土柱-钢梁穿心螺栓连接节点抗弯承载力和弯矩-转角曲线的一种计算方法
CN109883940A (zh) * 2019-02-28 2019-06-14 北京石油化工学院 一种基于受力钢筋电化学信号的腐蚀度与力学性能退化规律模型的构建方法
CN110705163A (zh) * 2019-09-30 2020-01-17 北京航空航天大学 一种复合材料层合结构的疲劳系统可靠性分析方法
CN110929329A (zh) * 2019-12-05 2020-03-27 同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司 复合纤维材加固预应力混凝土梁受弯承载力简化计算方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
汪炳.基于疲劳累积损伤效应的钢—混凝土组合梁桥剩余力学性能研究.2019,全文. *

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