[发明专利]一种基于纤维模型的巨型组合构件收缩徐变计算方法

权利要求书

1.一种基于纤维模型的巨型组合构件收缩徐变计算方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)根据组合构件截面的材料组成、徐变参数与受力特点对巨型组合构件进行纤维单元划分，计算每个纤维单元的形心和面积；

2)根据截面内力、截面材料特性计算每个纤维单元的初始弹性应变与应力；

3)根据每个纤维单元的初始应力，按照收缩徐变模型计算每个纤维单元的收缩徐变值，并与弹性应变迭加得到每个纤维单元的总应变量；

4)计算每个纤维单元的虚拟应力，并积分得到截面上的虚拟内力，通过虚拟内力计算出巨型组合构件截面的总应变。

2.根据权利要求1所述的一种基于纤维模型的巨型组合构件收缩徐变计算方法，其特征在于，所述的对巨型组合构件进行纤维单元划分的规律为：

a)截面内的混凝土与钢材划分为不同的纤维单元；

b)截面内徐变参数不同的混凝土划分为不同的纤维单元

c)对于不同的受力特点，采用不同的纤维单元划分方法：

对于轴心受压构件，按材料的不同以及收缩徐变参数的不同划分纤维单元；

对于偏心受压构件，根据偏心力作用的位置划分纤维单元：若偏心力作用在截面的对称轴上，则相同材料垂直于对称轴方向的应力是相同的，将纤维单元沿着该对称轴方向均匀划分；若偏心压力作用在截面的任意位置，则根据截面的形状特征将截面沿不同方向划分为多个纤维单元。

3.根据权利要求1所述的一种基于纤维模型的巨型组合构件收缩徐变计算方法，其特征在于，所述的步骤2)的具体计算方法如下：

各纤维单元截面上形心(x，y)处的纤维应变ε(x，y)可以用截面形心位置的弹性应变ε₀和绕截面形心轴的曲率表达为：

对应于应变ε(x，y)的应力σ(x，y)通过弹性模量E(X，y)求得：

截面上所有由纤维束的应力σ(x，y)所引起的截面内力和弯矩由积分求得：

其中N为截面内力，M_y、M_x分别为截面上绕y轴与绕x轴作用的弯矩，K_s为截面刚度矩阵，A为纤维单元的面积：

Ks=∫E(x,y)dA∫E(x,y)xdA∫E(x,y)ydA∫E(x,y)xdA∫E(x,y)x2dA∫E(x,y)xydA∫E(x,y)ydA∫E(x,y)xydA∫E(x,y)y2dA]]>

=ΣEiAiΣEiAixiΣEiAiyiΣEiAixiΣEiAixi2ΣEiAixiyiΣEiAiyiΣEiAixiyiΣEiAiyi2;]]>i＝1，…，n

通过矩阵求逆可以得到截面柔度矩阵K_s^-1，然后根据纤维单元截面所受的力即求得纤维单元截面的弹性应变：

根据纤维单元截面的弹性应变和材料的弹性模量可以计算出纤维单元的初始应力：σ₀＝Eε₀。