[发明专利]一种超静定预应力混凝土结构弯矩重分布的调幅设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及混凝土结构弯矩重分布的调幅设计方法。

背景技术

超静定预应力混凝土结构塑性设计一直是结构工程领域十分关注又有较大争议的问题，以往，由于研究人员在承载力计算方面一直认为预应力为内力，预应力筋为材料，弯矩调幅对象仅限于外载设计弯矩和张拉预应力筋引起的次弯矩，将对外载弯矩设计值的调幅和张拉引起的次弯矩在承载力极限状态下的合理取值的研究人为地割裂起来，对预应力本质认识不清，导致了超静定预应力混凝土结构塑性设计处于徘徊局面的重要原因。因此，需要一种能够体现预应力本质、调幅对象清晰且合理考虑各关键参数影响的超静定预应力混凝土结构弯矩重分布调幅设计方法。

发明内容

本发明为了解决现有的设计方法调幅对象不清晰导致计算结果的精度不高的问题和计算效率较低的问题，而提出了一种超静定预应力混凝土结构弯矩重分布的调幅设计方法。

一种超静定预应力混凝土结构弯矩重分布的调幅设计方法包括以下步骤：

步骤1、在根据防火及耐久性要求确定预应力筋保护层厚度，根据荷载类型确定预应力筋线型后，通过裂缝控制方程计算确定预应力筋面积A_p，并根据预应力筋面积A_p计算出预应力筋有效预加力N_p；

步骤2、计算确定张拉引起的支座控制截面处的综合弯矩M_p及结构的主弯矩M_F＝N_pe，e是支座控制截面处预应力筋的偏心距；根据公式M_sec＝M_p-M_F计算确定支座控制截面处张拉引起的次弯矩M_sec；计算确定支座控制截面处的外载弯矩设计值M_load；

步骤3、可据预应力筋、非预应力筋和混凝土的本构关系及预应力过程计算确定预应力混凝土受弯构件控制截面的极限曲率及屈服曲率并计算塑性转角θ_P及塑性弯矩设计值；

步骤4、确定θ_P后，以其相对值θ_p/h₀为自变量，建立与以M_load+M_sec为调幅对象的弯矩调幅系数β的对应关系，求得弯矩调幅系数β；

步骤5、以(1-β)(M_load+M_sec)作为支座控制截面弯矩设计值，按经典方法正截面承载力计算公式计算确定支座控制截面处非预应力筋用量，并使其满足有关构造配筋的要求；

步骤6、根据荷载静力平衡条件，计算出跨中控制截面处的内力，并据此按经典方法正截面承载力计算公式计算确定跨中配筋，并使其满足有关构造配筋的要求。

一种超静定预应力混凝土结构弯矩重分布的调幅设计方法，包括以下步骤：

步骤1、在根据防火及耐久性要求确定预应力筋保护层厚度，根据荷载类型确定预应力筋线型后，通过裂缝控制方程计算确定预应力筋面积A_p，并根据预应力筋面积A_p计算出预应力筋有效预加力N_p，并计算确定张拉引起的等效荷载；

步骤2、计算确定张拉引起的等效荷载作用下支座控制截面处的弯矩M_p与外载弯矩设计值M_load及其二者之和(M_load+M_p)；

步骤3、可据预应力筋、非预应力筋和混凝土的本构关系及预应力过程计算确定预应力混凝土受弯构件控制截面的极限曲率及屈服曲率分别计算塑性转角θ_P及以M_load+M_sec为调幅对象的弯矩调幅系数β；

步骤4、根据经典方法正截面承载力计算公式与预应力混凝土房屋结构设计统一方法正截面承载力计算公式等价，计算以M_load+M_p为调幅对象的弯矩调幅系数