本申请公开了一种内配FRP筋体外预应力混凝土梁抗弯强度确定方法，包括：获取体外预应力混凝土梁和非预应力FRP筋的特征参数；根据体外预应力混凝土梁和非预应力FRP筋的特征参数，确定体外预应力混凝土梁内配置所述非预应力FRP筋，所构成的内配FRP筋体外预应力梁被破坏时的中性轴高度；根据中性轴高度确定所述内配FRP筋体外预应力混凝土梁的体内非预应力FRP筋和体外预应力筋的极限应力；根据体内非预应力FRP筋和体外预应力筋的极限应力确定所述内配FRP筋体外预应力混凝土梁的抗弯强度。本发明专利技术为内配FRP筋体外预应力混凝土梁的抗弯强度计算提供了有效的计算方法，具有计算简便、精度高、实用性强等特点。实用性强等特点。实用性强等特点。
【技术实现步骤摘要】
一种内配FRP筋体外预应力混凝土梁抗弯强度确定方法
[0001]本专利技术涉及混凝土梁抗弯强度计算
，尤其涉及一种内配FRP筋体外预应力混凝土梁抗弯强度确定方法、装置、电子设备和计算机可读存储介质。
技术介绍
[0002]体外预应力技术广泛应用于新建工程的建造以及既有损伤结构的加固或改造。对于体外预应力混凝土梁，需在梁内配置一定量的有粘结筋以限制过大的裂缝宽度和间距，避免结构出现系杆拱行为。
[0003]传统的体外无粘结筋及体内有粘结筋分别为预应力和非预应力钢筋，而钢筋腐蚀会导致结构损伤破坏，采用耐腐蚀的FRP筋代替传统钢筋是解决该问题的有效方法。FRP为线弹性材料，没有钢筋那样的屈服平台，其弹性模量一般低于普通钢筋。因而使用FRP筋代替传统(预应力或非预应力)钢筋会给体外预应力混凝土梁抗弯设计带来新挑战。目前对内配非预应力FRP筋的体外预应力混凝土梁的抗弯强度缺乏有效的计算方法。
[0004]因此，亟需提供一种可预测配置体内非预应力FRP筋的体外预应力混凝土梁抗弯强度的确定方法，对内配FRP筋体外预应力混凝土梁的抗弯强度进行计算，为确定内配FRP筋体外预应力混凝土梁的抗弯强度提供理论指导。
技术实现思路
[0005]有鉴于此，有必要提供一种内配FRP筋体外预应力混凝土梁抗弯强度确定方法、装置、电子设备和计算机可读存储设备，用以解决现有技术中对内配非预应力FRP筋的体外预应力混凝土梁的抗弯强度缺乏有效计算方法的问题。
[0006]为了解决上述问题，本专利技术提供一种内配FRP筋体外预应力混凝土梁抗弯强度确定方法，包括：
[0007]获取体外预应力混凝土梁和非预应力FRP筋的特征参数；
[0008]根据所述体外预应力混凝土梁和非预应力FRP筋的特征参数，确定所述体外预应力混凝土梁内配置所述非预应力FRP筋，所构成的内配FRP筋体外预应力混凝土梁被破坏时的中性轴高度；
[0009]根据所述中性轴高度确定所述内配FRP筋体外预应力混凝土梁的体内非预应力FRP筋和体外预应力筋的极限应力；
[0010]根据所述体内非预应力FRP筋和体外预应力筋的极限应力确定所述内配FRP筋体外预应力混凝土梁的抗弯强度。
[0011]进一步地，所述体外预应力混凝土梁的特征参数包括：结构信息、截面信息、荷载信息、体外预应力筋材料信息、混凝土材料信息；
[0012]所述非预应力FRP筋的特征参数包括：非预应力FRP筋材料信息。
[0013]进一步地，根据所述体外预应力混凝土梁和非预应力FRP筋的特征参数，确定所述内配FRP筋体外预应力混凝土梁被破坏时的中性轴高度，包括：
[0014]基于有限元方法创建应力分析模型；
[0015]利用所述应力分析模型对所述体外预应力混凝土梁进行数值试验，得到体外预应力筋的极限应力增量公式；
[0016]根据所述体外预应力筋的极限应力增量公式、体外预应力筋极限应力计算方程、内配FRP筋体外预应力混凝土梁综合配筋指标计算方程和截面平衡条件，确定所述内配FRP筋体外预应力混凝土梁被破坏时的中性轴高度计算式；
[0017]根据所述中性轴高度计算式、所述体外预应力混凝土梁和非预应力FRP筋的特征参数，确定所述内配FRP筋体外预应力混凝土梁被破坏时的中性轴高度。
[0018]进一步地，利用所述应力分析模型对所述体外预应力混凝土梁进行数值试验，得到体外预应力筋的极限应力增量公式，包括：
[0019]将所述体外预应力混凝土梁划分为多个受力单元；
[0020]根据所述受力单元在三分点荷载和跨中单点荷载的作用，得到所述体外预应力筋极限应力增量随所述体外预应力混凝土梁综合配筋指标的变化曲线；
[0021]对所述变化曲线进行线性拟合，得到体外预应力筋的极限应力增量公式。
[0022]进一步地，根据所述中性轴高度确定所述内配FRP筋体外预应力混凝土梁的体内非预应力FRP筋和体外预应力筋的极限应力，包括：
[0023]根据所述中性轴高度确定所述体内非预应力FRP筋的受拉极限应力；
[0024]根据所述受拉极限应力，确定所述内配FRP筋体外预应力混凝土梁的综合配筋指标；
[0025]根据所述综合配筋指标，确定所述体外预应力筋的极限应力增量；
[0026]根据体外预应力筋的极限应力增量和所述内配FRP筋体外预应力混凝土梁的特征参数，确定所述体外预应力筋的极限应力。
[0027]进一步地，根据所述受拉极限应力，确定所述内配FRP筋体外预应力混凝土梁的综合配筋指标，包括：
[0028]当所述非预应力FRP筋的受拉极限应力大于自身的断裂强度时，将所述非预应力FRP筋自身的断裂强度作为受拉极限应力；
[0029]根据所述非预应力FRP筋受拉极限应力，确定所述内配FRP筋体外预应力混凝土梁的综合配筋指标。
[0030]进一步地，根据所述体内非预应力FRP筋和体外预应力筋的极限应力确定所述内配FRP筋体外预应力混凝土梁的抗弯强度，包括：
[0031]根据所述中性轴高度确定所述体内非预应力FRP筋的受压极限应力；
[0032]对内配FRP筋体外预应力混凝土梁取矩，得到内配FRP筋体外预应力混凝土梁的名义抗弯强度计算方程；
[0033]根据所述体外预应力筋的极限应力、体内非预应力FRP筋受拉极限应力、受压极限应力以及体外预应力混凝土梁、非预应力FRP筋的特征参数，确定所述内配FRP筋体外预应力混凝土梁的抗弯强度。
[0034]本专利技术还提供一种内配FRP筋体外预应力混凝土梁的抗弯强度预测装置，包括：
[0035]参数获取模块，用于获取体外预应力混凝土梁和非预应力FRP筋的特征参数；
[0036]中性轴高度计算模块，用于根据所述体外预应力混凝土梁和非预应力FRP筋的特
征参数，确定所述体外预应力混凝土梁内配置所述非预应力FRP筋，所构成的内配FRP筋体外预应力混凝土梁被破坏时的中性轴高度；
[0037]极限应力计算模块，用于根据所述中性轴高度确定所述内配FRP筋体外预应力混凝土梁的体内非预应力FRP筋和体外预应力筋的极限应力；
[0038]抗弯强度确定模块，用于根据所述体内非预应力FRP筋和体外预应力筋的极限应力确定所述内配FRP筋体外预应力混凝土梁的抗弯强度。
[0039]本专利技术还提供一种电子设备，包括处理器以及存储器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现如上述任一技术方案所述的一种内配FRP筋体外预应力混凝土梁抗弯强度确定方法。
[0040]本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机该程序被处理器执行时，实现如上述任一技术方案所述的一种内配FRP筋体外预应力混凝土梁抗弯强度确定方法。
[0041]与现有技术相比，本专利技术的有益效果包括：首先，获取体外预应力混凝土梁和非预应力FRP筋的特征参数；其次，根据所述体外预应力混凝本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种内配FRP筋体外预应力混凝土梁抗弯强度确定方法，其特征在于，包括：获取体外预应力混凝土梁和非预应力FRP筋的特征参数；根据所述体外预应力混凝土梁和非预应力FRP筋的特征参数，确定所述体外预应力混凝土梁内配置所述非预应力FRP筋，所构成的内配FRP筋体外预应力混凝土梁被破坏时的中性轴高度；根据所述中性轴高度确定所述内配FRP筋体外预应力混凝土梁的体内非预应力FRP筋和体外预应力筋的极限应力；根据所述体内非预应力FRP筋和体外预应力筋的极限应力确定所述内配FRP筋体外预应力混凝土梁的抗弯强度。2.根据权利要求1所述的内配FRP筋体外预应力混凝土梁抗弯强度确定方法，其特征在于，所述体外预应力混凝土梁的特征参数包括：结构信息、截面信息、荷载信息、体外预应力筋材料信息、混凝土材料信息；所述非预应力FRP筋的特征参数包括：非预应力FRP筋材料信息。3.根据权利要求1所述的内配FRP筋体外预应力混凝土梁抗弯强度确定方法，其特征在于，根据所述体外预应力混凝土梁和非预应力FRP筋的特征参数，确定所述内配FRP筋体外预应力混凝土梁被破坏时的中性轴高度，包括：基于有限元方法创建应力分析模型；利用所述应力分析模型对所述体外预应力混凝土梁进行数值试验，得到体外预应力筋的极限应力增量公式；根据所述体外预应力筋的极限应力增量公式、体外预应力筋极限应力计算方程、体外预应力混凝土梁综合配筋指标计算方程和截面平衡条件，确定所述内配FRP筋体外预应力混凝土梁被破坏时的中性轴高度计算式；根据所述中性轴高度计算式、所述体外预应力混凝土梁和非预应力FRP筋的特征参数，确定所述内配FRP筋体外预应力混凝土梁被破坏时的中性轴高度。4.根据权利要求3所述的内配FRP筋体外预应力混凝土梁抗弯强度确定方法，其特征在于，利用所述应力分析模型对所述体外预应力混凝土梁进行数值试验，得到体外预应力筋的极限应力增量公式，包括：将所述体外预应力混凝土梁划分为多个受力单元；根据所述受力单元在三分点荷载和跨中单点荷载的作用，得到所述体外预应力筋极限应力增量随所述体外预应力混凝土梁综合配筋指标的变化曲线；对所述变化曲线进行线性拟合，得到体外预应力筋的极限应力增量公式。5.根据权利要求1所述的内配FRP筋体外预应力混凝土梁抗弯强度确定方法，其特征在于，根据所述中性轴高度确定所述内配FRP筋体外预应力混凝土梁的体内非预应力FRP筋和体外预应力筋的极限应力，包括：根据所述中性轴高度确定所述体内非预应力FRP筋的受拉极限应力；根据所述受拉极限应力，确定所述内配FRP筋体外预应力混...
【专利技术属性】
技术研发人员：楼铁炯，李张翔，胡涵，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：
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