[发明专利]一种岩溶地区连续配筋混凝土板跨越方法

权利要求书

1.一种岩溶地区连续配筋混凝土板跨越方法，其特征在于，包括基于塑性铰线理论计算配筋率，以及根据对配筋率的影响，基于塑性铰线理论优化连续配筋混凝土板布置位置；

一、基于塑性铰线理论计算配筋率的步骤包括：

步骤1.1、在不同长宽比的条件下，分别求取塑性应变增量分布图并抽象出相应破坏形式；

步骤1.2、在不同支撑条件下，分别求取塑性应变增量分布图并抽象出相应破坏形式；

步骤1.3、根据支撑条件和破坏形式，采取塑性铰线理论计算极限弯矩和配筋率；

二、基于塑性铰线理论优化连续配筋混凝土板布置位置的步骤包括：

步骤2.1、根据溶洞尺寸和上覆土层性质估计塌陷坑大小，具体步骤为：

溶洞上覆土层厚度为h_s，内摩擦角为溶洞跨度为l_r；

设溶洞顶板沿全跨塌陷，并经由上覆土层向地面发展形成塌陷坑，且塌陷坑的倾角与上覆土层的内摩擦角一致，也等于从而得到地面位置的塌陷坑大小l₀：

设地面上方的路基填筑高度为h_e，内摩擦角为重度为γ_e；

连续配筋混凝土板自地面起算的布置高度为h_t，当塌陷坑经由路基填土向上发展至连续配筋混凝土板时，其尺寸l_t将进一步增长为：

步骤2.2、根据塌陷坑规模和荷载大小，计算连续配筋混凝土板布置位置对配筋率的影响，并选择使配筋率最小的位置作为连续配筋混凝土板的最佳布置位置；

求取配筋率最小时连续配筋混凝土板布置位置的具体步骤如下：

设车辆等效均布荷载为q_v；连续配筋混凝土板上方的路基厚度为h_e-h_t，h_e为地面上方的路基填筑高度；

故其所需承担的荷载q为：

q＝q_v+(h_e-h_t)·γ_e

根据基于塑性铰线理论的配筋率解析解，得到：

令求得配筋率为最小时的连续配筋混凝土板布置位置：

2.根据权利要求1所述的岩溶地区连续配筋混凝土板跨越方法，其特征在于，所述的步骤1.3中采取塑性铰线理论计算极限弯矩的具体步骤如下：

设板上作用有均布荷载q，在板的微单元面积d_xd_y上引起的虚位移为δ，则总的外功为：

W＝∫∫qδd_xd_y＝q∫∫δd_xd_y＝qΩ

式中，Ω为板下垂位置与原平面之间的体积；

板中点的虚位移δ为1，计算得到Ω＝(3λ-η)l_y²/6，则：

式中，λ为长宽比；η为塑性铰线的位置参数；l_y为短跨方向跨度；

板中塑性铰线所做的内功为：

式中，i＝m₁/m_uy，k＝m_ux/m_uy，m₁为长跨方向支座塑性铰线上单位长度内的极限弯矩，m_ux、m_uy分别为矩形钢筋混凝土板长跨、短跨方向承受的极限弯矩；

根据内功与外功的能量平衡关系：W＝D，计算得到极限荷载q：

另得到极值条件下的极限荷载q：

以极限荷载q作为自变量，求解矩形钢筋混凝土板承受的极限弯矩m_uy：