[发明专利]一种结构构件的预内力及其计算方法

说明书

本发明公开了一种结构构件的预内力及其计算方法，包括解除结构构件的至少一节点的全部或部分约束，以使结构构件的至少一节点的连接状态调整为第一连接状态并在具有该结构构件的工程结构上施加预载；根据预载，计算结构构件在第一连接状态下的第一内力；在结构构件的至少一节点添加不少于解除的全部或部分约束，使其由第一连接状态调整至第二连接状态，卸除具有该结构构件的工程结构受到的预载；基于卸除预载，计算结构构件在第二连接状态下的第二内力；叠加上述内力，得到第一目标内力。采用本发明的方法，能够利用该预载的施加和卸除均化结构构件受到的内力，从而改善结构构件在工程结构中的受力性能和经济性，避免出现误判结构不可行的情况。

技术领域

本发明涉及结构工程技术领域，尤其涉及一种结构构件的预内力及其计算方法。

背景技术

工程结构，由若干个结构构件组成，其中，工程结构也包括由一个结构构件组成的结构。在荷载作用下，结构构件的受力形变性能主要取决于其受力效应。其中，受力效应中的受力主要是内力，如轴力、弯矩、剪力、扭矩等。可以知道的是，工程结构与其外面的支承体之间的作用力与反作用力，就是工程结构对支承体的荷载及支承体对工程结构的反力。如果将工程结构的支承体视为工程结构的一部分，那么，支承体对工程结构的支座就变成了工程结构的节点，支承体对工程结构的反力就变成了工程结构内力。因此，在广义的概念中，节点包括支座，内力包括反力。本发明采用了上述概念，即，本发明中的节点也包括支座，内力也包括反力。

当前，为了确保结构构件在建造(制造)以及使用过程中的性能，通常会在建造(制造)前对结构构件的受力情况进行分析。目前，结构构件常见的受力分析方式通常为假定与其连接的节点的连接状态为一次生成的固支或刚接、铰支或铰接、或不完全铰支或不完全铰接等刚度状态来计算结构构件的受力。即，构件结构的支承或节点状态是一次生成的单一状态，且在单一状态下承受全部荷载。

然而，在实际设计和建造(制造)中发现，采用上述方式，在荷载作用下产生的反力，也就是结构构件传给支承的作用力，往往幅值很大，且分布不均，结构自身的主要内力，例如弯矩幅值也较大，且分布不均，容易造成工程性能低下，结构构件及其支承体的标准化程度低，且经济性不佳。

发明内容

本发明实施例公开了一种结构构件的预内力及其计算方法，能够有效均化结构构件的内力，减小结构构件受到的内力幅值，有利于节省工程造价，提高经济性。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种结构构件的预内力及其计算方法，所述方法包括：

解除结构构件的至少一节点的全部或部分约束，以使所述结构构件的所述至少一节点的连接状态调整为第一连接状态，在具有所述结构构件的工程结构上施加预载；

根据所述预载，计算所述结构构件在所述第一连接状态下的第一内力；

在所述结构构件的所述至少一节点添加不少于解除的所述全部或部分约束，使其由所述第一连接状态调整至第二连接状态，卸除所述具有所述结构构件的所述工程结构受到的所述预载；

基于卸除所述预载，计算所述结构构件在所述第二连接状态下的第二内力；

叠加所述第一内力和所述第二内力，得到第一目标内力。

作为一种可选的实施方式，在本发明的实施例中，所述结构构件为所述工程结构中的受弯构件、轴力受拉构件、受剪构件、受扭构件或多内力构件。

作为一种可选的实施方式，在本发明的实施例中，所述结构构件包括中部支座及两端支座，所述至少一节点为所述中部支座。

作为一种可选的实施方式，在本发明的实施例中，所述方法还包括：

计算所述具有所述结构构件的所述工程结构在初始连接状态下承受的荷载；