CN112949115A - 一种t形叠合梁火灾后残余承载力计算方法 - Google Patents

Abstract

一种T形叠合梁火灾后残余承载力计算方法，涉及灾害风险评估技术领域，包括步骤一、基于Abaqus有限元分析软件构建截面为T形的叠合梁试件；步骤二、在叠合梁试件的基础上进行数值模拟；步骤三、依据收敛准则，得出叠合梁火灾后残余承载力的简化计算公式。本发明提供了一种T形叠合梁火灾后残余承载力计算方法，该方法是基于热力耦合作用下的火灾后叠合梁残余承载力的计算方法，通过综合考虑温度、裂缝、叠合面参数γ_h等因素，采用的三维联结弹簧，从三个方向考虑叠合面的粘结滑移，弹簧刚度设置采用高温下的本构关系，使其更符合工程实际中的叠合面滑移状态，可有效提高计算精度，计算结果具有较高的参考价值。

Description

一种T形叠合梁火灾后残余承载力计算方法

技术领域

本发明涉及灾害风险评估技术领域，具体涉及一种T形叠合梁火灾后残余承载力计算方法。

背景技术

现阶段，关于叠合梁抗火性能的研究较少，大多数研究都是针对叠合梁的静力性能、抗震性能，并且提出的叠合梁承载力计算方法有较大的局限性，仅仅局限于常温下的承载力计算，而且裂缝对承载力的影响较大，传统承载力计算公式未对其进行充分考虑。另外，现有的方法在采用数值模拟分析时，叠合梁叠合面的处理很多人采用Conhesive内聚力模型，处理精度不高。

在仅有的少量的文献资料中，检索到当前钢筋混凝土矩形梁火灾后静载试验提出的关于承载能力的计算方法，这种计算方法是基于《混凝土结构设计规范》的计算公式：

式中：

为火灾后试验梁截面迎火面角部混凝土的抗压强度；b_i为混凝土换算截面第i层宽度；Δh为混凝土换算截面每层高度,Δh＝h/n；h'为换算截面第k-1层受压混凝土高度；

为火灾后试验梁中拉区钢筋屈服强度、压区钢筋屈服强度；混凝土梁受压区高度x＝(n-k+1)Δh+Δh。

若x≥2a'_s时，火灾后混凝土梁正截面受弯承载力

按下式计算：

式中：α₁为受压区边缘混凝土强度影响系数，按GB50010-2002《混凝土结构设计规范》计算。

若x<2a'_s时，火灾后混凝土梁正截面受弯承载力为：

此种计算方法是没有考虑火灾裂缝影响的，同时也没有考虑叠合面对于受压区、受拉区的影响，而在实际工程中我们的结构遭受火灾，大部分情况都是结构承受荷载作用带裂缝工作的，相关的热力耦合作用是计算叠合梁火灾后残余承载力的必要因素。

综上所述，现有的计算方法并未综合考虑裂缝、高温、叠合面对残余承载力的影响。对工程应用来说参考价值不大，计算所得的残余承载力偏高，可靠度低。因此，需要综合利用确定的参数，如裂缝宽度、深度，截面温度、受火时间等参数，根据叠合面参数γ_h、荷载比L等影响因素，建立更为精确的钢筋混凝土叠合梁火灾后残余承载力公式。

发明内容

为解决现有技术的问题，本发明提供了一种T形叠合梁火灾后残余承载力计算方法，该方法是基于热力耦合作用下的火灾后叠合梁残余承载力的计算方法，通过综合考虑温度、裂缝、叠合面参数γ_h等因素，采用的三维联结弹簧，从三个方向考虑叠合面的粘结滑移，弹簧刚度设置采用高温下的本构关系，使其更符合工程实际中的叠合面滑移状态，可有效提高计算精度，计算结果具有较高的参考价值。

为解决上述问题，本发明技术方案为：

一种T形叠合梁火灾后残余承载力计算方法，包括步骤一、基于Abaqus有限元分析软件构建截面为T形的叠合梁试件；步骤二、在叠合梁试件的基础上进行数值模拟；步骤三、依据收敛准则，得出叠合梁火灾后残余承载力的简化计算公式。

优选的，所述的步骤一中，叠合梁试件包括火灾静载试验梁12根，以及无火灾对照试验梁2根，其中火灾静载试验梁包括数量相等的无施加载荷试验梁和正常使用状态下的试验梁，所述的无施加载荷试验梁、正常使用状态下的试验梁依据升温时间的区别均分为多组，各组所述的正常使用状态下的试验梁的载荷相同。

优选的，所述的步骤二中，依据火灾静载试验梁进行数值模拟，所述的数值模拟的具体步骤包括：具体步骤1、进行无裂缝温度场模拟；具体步骤2、进行无裂缝热力耦合模拟；具体步骤3、进行XFEM扩展有限元模拟；具体步骤4、进行考虑火灾裂缝的温度场模拟。

优选的，所述的具体步骤1中，叠合梁试件的混凝土采用实体单元，钢筋采用杆单元进行建模，热分析时，混凝土采用的网格单元类型为DC3D8、具有3个自由度8节点线性传热实体单元，钢筋采用的网格单元类型为DC1D2、具有1个自由度2节点线性传热实体单元；钢筋与混凝土采用绑定(Tie)连接，受火面为叠合梁的腹板及翼缘底面。

优选的，所述的具体步骤2中，先进行火灾试验模拟，然后，根据火灾试验中的测点布置，分别提取跨中截面中混凝土位置处的测点和钢筋位置处的测点的试验值和温度场模拟值，并依据试验值和温度场模拟值分别绘制同一测点处的试验值的时间-温度曲线、及模拟值的时间-温度曲线的对比图，依据对比图验证温度场模拟值的准确性。

优选的，所述的具体步骤3中，采用XFEM扩展有限元根据火灾后现场实际照片的裂缝出现位置建立预设裂缝模型，从而判断裂缝的发展趋势以及裂缝的宽度和深度，并和实际产生的裂缝宽度和深度进行对比，从而验证预设模型的准确性。

优选的，所述的具体步骤4中，在预设模型中，根据网格的划分长度计算出裂缝的宽度和深度，并依据裂缝的宽度和深度进行温度场模拟。

优选的，所述的步骤二中，采用三维弹簧联结单元，在叠合梁的叠合面X、Y、Z的三个方向设置三维联结弹簧单元，从X、Y、Z三个方向考虑叠合面的粘结滑移，弹簧刚度设置采用高温下的本构关系；采用Abaqus中的Interaction模块下的连接器进行弹簧联结单元的建立，划分网格时，叠合面上下的节点一一对应，并赋予连接器属性，从而完成弹簧联结单元的属性的定义。

优选的，所述的步骤三中，在具体步骤4的基础上，依据收敛准则，结合叠合面参数γ_h、混凝土强度等级C、受火时间t进行参数分析，并得出叠合梁火灾后残余承载力的简化计算公式。

优选的，所述的步骤三中，参数分析时，基于混凝土强度等级C，考虑混凝土及钢筋的强度折减系数进行计算，常温下叠合梁的承载力计算参考普通T形梁承载力计算公式如下：

当

时，受压区高度x≤h_f

当

时，受压区高度x≥h_f

式中，

为梁截面抵抗弯矩，

为高温后混凝土强度折减系数，f_c为常温下混凝土轴心抗压强度设计值；f_y为钢筋常温时的设计强度，h_f为等效T形截面受压区翼缘高度；b为等效截面腹板宽度，h₀为截面有效高度。

优选的，所述的高温后混凝土强度折减系数

由以下方式确定：

依据高温后混凝土截面历经的最高温度，以及裂缝的宽度和深度对截面温度场分布的影响，综合考虑受火时间t、混凝土强度等级C、叠合面参数γh对火灾后混凝土力学性能的影响，得出高温后混凝土强度折减系数

优选的，得出高温后混凝土强度折减系数

的具体步骤为：

a、高温后的混凝土材料的抗压强度

由截面最高温度确定，采用如下表达式：

b、将混凝土截面划分为n个网格，计算第i个面积为A i的网格中心点在全过程火灾下历经截面最高温度T_i，将其代入式(3)，求出每个网格火灾后混凝土的抗压强度，按如下的式(4)计算可得到

c、考虑叠合面参数γ_h、混凝土强度等级C、受火时间t，采用ABAQUS软件进行60种工况下的T形叠合梁高温后

计算；

d、采用统计分析软件SPSS对表1.4中数据进行公式拟合，可得到

与叠合面参数γ_h、混凝土强度等级C以及受火时间t的近似关系式：

式中，取值范围为0.4≤γ_h≤0.6，30≤C≤50，0.5h≤t≤2h，相关系数为r²＝0.952，可靠度较高。

优选的，所述的步骤三中，综合考虑叠合面参数γ_h，混凝土强度等级C，受火时间t,拟合得到的T形叠合梁火灾后残余承载力的简化计算公式为：

本发明一种T形叠合梁火灾后残余承载力计算方法具有如下有益效果：

本发明综合考虑混凝土叠合梁截面温度场分布、裂缝的宽度、深度、受火时间、荷载比、等众多因素对梁残余承载力的影响，得出影响叠合梁残余承载力的关键参数，最终得出混凝土叠合梁残余承载力简化计算公式。

相对于现有的T形简支梁残余承载力计算，本发明所考虑的高温、裂缝对混凝土叠合梁残余承载力影响是根据实际工程遭受火灾的过程和火灾后的状况考虑的，结构遭受火灾时结构都是承受荷载作用并且带裂缝工作的，所以本研究更具有现实意义，用本计算方法计算所得的火灾后梁的承载力与实际静载试验承载力误差会更小，对于灾后叠合梁承载力设计有一定的指导意义。

为了更接近实际工程中的应用和研究火灾后钢筋混凝土各因素对叠合梁残余承载力的影响，本发明先采用有限元分析软件对梁进行温度场模拟，将温度场结果导入到荷载分析步然后进行热力耦合，采用XFEM分析模块进行裂缝的预设，并根据网格的划分宽度确定裂缝的深度和宽度，并根据裂缝的宽度和深度，重新建立带裂缝的温度场，更加符合工程实际中受火之后的叠合梁构件受荷情况。相较于之前的根据热应变判断裂缝的宽度和深度更加直观，经过多次模型验证，发现精度更高。

附图说明

图1、本发明的三维弹簧联结单元示意图；

图2、本发明的高温下(左图)以及高温后(右图)粘结滑移本构关系示意图；

图3、本发明叠合梁试件尺寸以及热电偶布置图；

图4、本发明无裂缝温度云图建立示意图；

图5、本发明60min跨中混凝土截面温度图；

图6、本发明120min跨中混凝土截面温度图；

图7、本发明H＝60mm跨中混凝土截面温度图；

图8、本发明H＝40mm混凝土截面温度图；

图9、本发明叠合梁试件温度实测值与模拟值对比图；

图10、本发明预设裂缝模型图；

图11、本发明热力耦合带裂缝温度云图；

图12、本发明的流程框图；

具体实施方式

以下所述，是以阶梯递进的方式对本发明的实施方式详细说明，该说明仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”“下”“左”“右”“顶”“底”“内”“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以及特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

一种T形叠合梁火灾后残余承载力计算方法，包括步骤一、基于Abaqus有限元分析软件构建截面为T形的叠合梁试件；步骤二、在叠合梁试件的基础上进行数值模拟；步骤三、依据收敛准则，得出叠合梁火灾后残余承载力的简化计算公式；

所述的步骤一中，叠合梁试件包括火灾静载试验梁12根，以及无火灾对照试验梁2根，其中火灾静载试验梁包括数量相等的无施加载荷试验梁和正常使用状态下的试验梁，所述的无施加载荷试验梁、正常使用状态下的试验梁依据升温时间的区别均分为多组，各组所述的正常使用状态下的试验梁的载荷相同；

所述的步骤二中，依据火灾静载试验梁进行数值模拟，所述的数值模拟的具体步骤包括：具体步骤1、进行无裂缝温度场模拟；具体步骤2、进行无裂缝热力耦合模拟；具体步骤3、进行XFEM扩展有限元模拟；具体步骤4、进行考虑火灾裂缝的温度场模拟；

所述的具体步骤1中，叠合梁试件的混凝土采用实体单元，钢筋采用杆单元进行建模，热分析时，混凝土采用的网格单元类型为DC3D8、具有3个自由度8节点线性传热实体单元，钢筋采用的网格单元类型为DC1D2、具有1个自由度2节点线性传热实体单元；钢筋与混凝土采用绑定(Tie)连接，受火面为叠合梁的腹板及翼缘底面；

所述的具体步骤2中，先进行火灾试验模拟，然后，根据火灾试验中的测点布置，分别提取跨中截面中混凝土位置处的测点和钢筋位置处的测点的试验值和温度场模拟值，并依据试验值和温度场模拟值分别绘制同一测点处的试验值的时间-温度曲线、及模拟值的时间-温度曲线的对比图，依据对比图验证温度场模拟值的准确性；

所述的具体步骤3中，采用XFEM扩展有限元根据火灾后现场实际照片的裂缝出现位置建立预设裂缝模型，从而判断裂缝的发展趋势以及裂缝的宽度和深度，并和实际产生的裂缝宽度和深度进行对比，从而验证预设模型的准确性；

所述的具体步骤4中，在预设模型中，根据网格的划分长度计算出裂缝的宽度和深度，并依据裂缝的宽度和深度获取截面最高温度；

所述的步骤二中，采用三维弹簧联结单元，在叠合梁的叠合面X、Y、Z的三个方向设置三维联结弹簧单元，从X、Y、Z三个方向考虑叠合面的粘结滑移，弹簧刚度设置采用高温下的本构关系；采用Abaqus中的Interaction模块下的连接器进行弹簧联结单元的建立，划分网格时，叠合面上下的节点一一对应，并赋予连接器属性，从而完成弹簧联结单元的属性的定义；

所述的步骤三中，在具体步骤4的基础上，依据收敛准则，结合叠合面参数γ_h、混凝土强度等级C、受火时间t进行参数分析，并得出叠合梁火灾后残余承载力的简化计算公式；

所述的步骤三中，参数分析时，基于混凝土强度等级C，考虑混凝土强度折减系数进行计算，叠合梁的常温承载力计算参考普通T形梁承载力计算公式如下所示：

当

时，受压区高度x≤h_f

当

时，受压区高度x≥h_f

式中，

为梁截面抵抗弯矩，

为高温后混凝土强度折减系数，f_c为常温下混凝土轴心抗压强度设计值；f_y为钢筋常温时的设计强度，h_f为等效T形截面受压区翼缘高度；b为等效截面腹板宽度，h₀为截面有效高度；

所述的高温后混凝土强度折减系数

由以下方式确定：

依据高温后混凝土截面历经的最高温度，以及裂缝的宽度和深度对截面温度场分布的影响，综合考虑受火时间t、混凝土强度等级C、叠合面参数γh对火灾后混凝土力学性能的影响，得出高温后混凝土强度折减系数

得出高温后混凝土强度折减系数

的具体步骤为：

a、高温后的混凝土材料的抗压强度

由截面最高温度确定，采用如下表达式：

b、将混凝土截面划分为n个网格，计算第i个面积为A i的网格中心点在全过程火灾下历经截面最高温度T_i，将其代入式(3)，求出每个网格火灾后混凝土的抗压强度，按如下的式(4)计算可得到

c、考虑叠合面参数γ_h、混凝土强度等级C、受火时间t，采用ABAQUS软件进行60种工况下的T形叠合梁高温后

计算；

d、采用统计分析软件SPSS对表1.4中数据进行公式拟合，可得到

与叠合面参数γ_h、混凝土强度等级C以及受火时间t的近似关系式：

式中，取值范围为0.4≤γ_h≤0.6，30≤C≤50，0.5h≤t≤2h，相关系数为r²＝0.952，可靠度较高；

所述的步骤三中，综合考虑叠合面参数γ_h，混凝土强度等级C，受火时间t,拟合得到的T形叠合梁火灾后残余承载力的简化计算公式为：

具体实施例：

1、构建截面为T形的叠合梁试件：

设计并制作足尺的钢筋混凝土梁T形叠合梁试件，混凝土梁长3m，其中有效长度为2.8m，截面宽度450mm,高度300mm，混凝土保护层厚度为20mm，采用C35商品混凝土浇筑试件，梁的受拉钢筋采用直径为14mm的HRB400钢筋，架立筋采用直径为12mm的HRB400钢筋，箍筋采用直径为8mm的HPB300钢筋，间距100mm，详细的试验设计参数见表1.1，梁配筋及热电偶布置图见图1。

表1.1试件分组

2、进行数值模拟

(1)无裂缝温度场模拟：

混凝土采用实体单元，钢筋采用杆单元进行建模。热分析时，混凝土采用的网格单元类型为DC3D8，具有3个自由度8节点线性传热实体单元，钢筋采用的网格单元类型为DC1D2，具有1个自由度2节点线性传热实体单元；钢筋与混凝土采用绑定(Tie)连接，绑定能够使混凝土温度传递至钢筋，受火面为腹板及翼缘底面，符合试件实际火灾状态；

部分温度场结果如图4-8所示，在此基础上进行火灾试验模拟。

(2)不考虑裂缝的温度场模拟：

为了验证模拟结果的准确性，现将试验值和模拟值进行对比，以120min P-T120L0H60为例，根据火灾试验的测点布置，分别提取跨中截面测点3(混凝土位置处)和测点6(钢筋位置处)的时间-温度曲线，绘制在同一坐标系中，测点结果对比如图9(a)、(b)所示。

(3)XFEM扩展有限元模拟：

采用XFEM扩展有限元根据火灾后现场实际照片的裂缝出现位置进行裂缝的预设，从而判断其发展趋势以及裂缝的宽度和深度，并和实际产生的裂缝宽度和深度进行对比，从而验证模型的准确行，本文以P-T12L44H60为例进行验证，如图10、11所示。

(4)考虑火灾裂缝的温度场模拟：

在裂缝建模过程中，根据网格的划分长度可以计算出裂缝的宽度和深度，详细模型的裂缝的宽度和深度见表1.2。

3、残余承载力公式拟合

3.1、经过考虑混凝土截面等效以及对钢筋应力折减以后，根据公式进行等效计算，公式计算简图如下所示；由于试件在浇筑过程中采用钢模板进行支撑，属于叠合梁中一次受力构件，故承载力公式采用下式：

当

时，受压区高度x≤h_f

当

时，受压区高度x≥h_f

式中，

为梁截面抵抗弯矩，

为高温后混凝土强度折减系数，f_c为常温下混凝土轴心抗压强度设计值；f_y为钢筋常温时的设计强度，h_f为等效T形截面受压区翼缘高度；b为等效截面腹板宽度，h₀为截面有效高度。常温下计算时不考虑钢筋和混凝土的强度折减系数。经过截面计算，本次试验梁均是第一类T形截面。

3.2高温后混凝土强度折减系数

确定

根据表1.3可知，影响高温后混凝土强度的主要因素是高温后混凝土截面历经最高温度，而裂缝的宽度和深度又在一定程度上影响着截面温度场分布，综合考虑受火时间、混凝土强度等级、叠合参数γh对火灾后混凝土力学性能的影响，可以得出混凝土力学性能的衰减程度，通过ABAQUS软件进行不同工况下跨中主裂缝宽度、深度模拟，见表1.2，不同工况下的截面跨中截面历经最高温度见于表1.3。

表1.2不同工况下T形叠合梁跨中主裂缝宽度、深度(mm)

表1.3不同工况下钢筋混凝土T形叠合梁截面历经最高温度(℃)

3.3高温后的混凝土材料的抗压强度

由截面最高温度确定，采用如下表达式：

3.4、将混凝土截面划分为n个网格，参考文献(徐玉野参考文献)有限元计算防方法可以计算第i个面积为A i的网格中心点在全过程火灾下历经截面最高温度T_i，将其代入高温后混凝土的抗压强度计算式(2)，可以求出每个网格火灾后混凝土的抗压强度，按式(3)计算可得到

3.5、考虑叠合参数γ_h、混凝土强度等级C、受火时间t，采用ABAQUS软件进行60种工况下的T形叠合梁高温后

计算，具体计算结果见表1.4，对于其他的叠合面参数γ_h、受火时间以及混凝土强度等级，通过线性插值可计算得到

表1.4不同工况下钢筋混凝土T形叠合梁强度折减系数

3.6、采用统计分析软件SPSS对表1.4中数据进行公式拟合，可得到

与叠合面参数γ_h、混凝土强度等级C以及受火时间t的近似关系式：

式中，取值范围为0.4≤γ_h≤0.6，30≤C≤50，0.5h≤t≤2h，相关系数为r²＝0.952，可靠度较高。

3.7、综上可得，综合考虑叠合梁参数γ_h，混凝土强度等级C，受火时间t,拟合得到的T形叠合梁火灾后残余承载力的简化计算公式为：

表1.5、火灾后残余承载力试验值和计算值对比

通过上述试验以及数值模拟，采用拟合的强度折减系数以及高温后火灾承载力公式能够算出混凝土T形叠合梁的残余承载力。采用此公式可以得到试验值和计算值的误差在15％以内，满足精度要求。

Claims (10)

1.一种T形叠合梁火灾后残余承载力计算方法，其特征为：包括步骤一、基于Abaqus有限元分析软件构建截面为T形的叠合梁试件；步骤二、在叠合梁试件的基础上进行数值模拟；步骤三、依据收敛准则，得出叠合梁火灾后残余承载力的简化计算公式。

2.如权利要求1所述的一种T形叠合梁火灾后残余承载力计算方法，其特征为：所述的步骤一中，叠合梁试件包括火灾静载试验梁12根，以及无火灾对照试验梁2根，其中火灾静载试验梁包括数量相等的无施加载荷试验梁和正常使用状态下的试验梁，所述的无施加载荷试验梁、正常使用状态下的试验梁依据升温时间的区别均分为多组，各组所述的正常使用状态下的试验梁的载荷相同。

3.如权利要求2所述的一种T形叠合梁火灾后残余承载力计算方法，其特征为：所述的步骤二中，依据火灾静载试验梁进行数值模拟，所述的数值模拟的具体步骤包括：具体步骤1、进行无裂缝温度场模拟；具体步骤2、进行无裂缝热力耦合模拟；具体步骤3、进行XFEM扩展有限元模拟；具体步骤4、进行考虑火灾裂缝的温度场模拟。

4.如权利要求3所述的一种T形叠合梁火灾后残余承载力计算方法，其特征为：所述的具体步骤1中，叠合梁试件的混凝土采用实体单元，钢筋采用杆单元进行建模，热分析时，混凝土采用的网格单元类型为DC3D8、具有3个自由度8节点线性传热实体单元，钢筋采用的网格单元类型为DC1D2、具有1个自由度2节点线性传热实体单元；钢筋与混凝土采用绑定连接，受火面为叠合梁的腹板及翼缘底面；所述的具体步骤2中，先进行火灾试验模拟，然后，根据火灾试验的测点布置，分别提取跨中截面中混凝土位置处的测点和钢筋位置处的测点的试验值和温度场模拟值，并依据试验值和温度场模拟值分别绘制同一测点处的试验值的时间-温度曲线、及模拟值的时间-温度曲线的对比图，依据对比图验证温度场模拟值的准确性；所述的具体步骤3中，采用XFEM扩展有限元根据火灾后现场实际照片的裂缝出现位置建立预设裂缝模型，从而判断裂缝的发展趋势以及裂缝的宽度和深度，并和实际产生的裂缝宽度和深度进行对比，从而验证预设模型的准确性：所述的具体步骤4中，在预设模型中，根据网格的划分长度计算出裂缝的宽度和深度，并依据裂缝的宽度和深度进行温度场模拟。

5.如权利要求4所述的一种T形叠合梁火灾后残余承载力计算方法，其特征为：所述的步骤二中，采用三维弹簧联结单元，在叠合梁的叠合面X、Y、Z的三个方向设置三维弹簧联结单元，从X、Y、Z三个方向考虑叠合面的粘结滑移，弹簧刚度设置采用高温下的本构关系；采用Abaqus中的Interaction模块下的连接器进行弹簧联结单元的建立，划分网格时，叠合面上下的节点一一对应，并赋予连接器属性，从而完成弹簧联结单元的属性的定义。

6.如权利要求5所述的一种T形叠合梁火灾后残余承载力计算方法，其特征为：所述的步骤三中，在具体步骤4的基础上，依据收敛准则，结合叠合面参数γ_h、混凝土强度等级C、受火时间t进行参数分析，并得出叠合梁火灾后残余承载力的简化计算公式。

7.如权利要求6所述的一种T形叠合梁火灾后残余承载力计算方法，其特征为：所述的步骤三中，参数分析时，基于常温下混凝土强度等级C，考虑混凝土的强度折减系数进行计算，叠合梁的常温承载力计算参考普通T形梁承载力公式如下：

当

时，受压区高度x≤h_f

当

时，受压区高度x≥h_f

式中，

为梁截面抵抗弯矩，

为高温后混凝土强度折减系数，f_c为常温下混凝土轴心抗压强度设计值；f_y为钢筋常温时的设计强度，h_f为等效T形截面受压区翼缘高度；b为等效截面腹板宽度，h₀为截面有效高度。

8.如权利要求7所述的一种T形叠合梁火灾后残余承载力计算方法，其特征为：所述的高温后混凝土强度折减系数

由以下方式确定：

依据高温后混凝土截面历经的最高温度，以及裂缝的宽度和深度对截面温度场分布的影响，综合考虑受火时间t、混凝土强度等级C、叠合面参数γh对火灾后混凝土力学性能的影响，得出高温后混凝土强度折减系数

9.如权利要求8所述的一种T形叠合梁火灾后残余承载力计算方法，其特征为：得出高温后混凝土强度折减系数

的具体步骤为：

a、高温后的混凝土材料的抗压强度

由截面最高温度确定，采用如下表达式：

b、将混凝土截面划分为n个网格，计算第i个面积为A i的网格中心点在全过程火灾下历经截面最高温度T_i，将其代入具体步骤a中的公式，求出每个网格火灾后混凝土的抗压强度，按如下的公式计算可得到

c、考虑叠合面参数γ_h、混凝土强度等级C、受火时间t，采用ABAQUS软件进行60种工况下的T形叠合梁高温后

计算；

d、采用统计分析软件SPSS对具体步骤c中的数据进行公式拟合，可得到

与叠合面参数γ_h、混凝土强度等级C以及受火时间t的近似关系式：

式中，取值范围为0.4≤γ_h≤0.6，30≤C≤50，0.5h≤t≤2h，相关系数为r²＝0.952。

10.如权利要求9所述的一种T形叠合梁火灾后残余承载力计算方法，其特征为：所述的步骤三中，综合考虑叠合面参数γ_h，混凝土强度等级C，受火时间t,拟合得到的T形叠合梁火灾后残余承载力的简化计算公式为：

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