[发明专利]大型建筑的裂缝预测方法

说明书

一种大型建筑的裂缝预测方法，包括以下步骤：步骤S1：建立大型建筑的模型；步骤S2：设定条件参数；步骤S3：设置边界条件和初始条件；步骤S4：计算预定时间内的应力变化值及位置变化值；步骤S5：计算整合位移。如此能够预测大型建筑的裂缝的变化趋势。

技术领域

本发明涉及建筑技术领域，特别是一种大型建筑的裂缝预测方法。

背景技术

大型建筑，如水坝、城墙等，由于建筑面积及体积大、跨度较大，在设定使用年限时除了评估建筑本身质量外，还需要评估地壳运动给其带来的影响，如由于非均匀的地壳运动产生的剪切应力产生的裂缝。经研究发现，大型建筑的裂缝往往在靠近底部的位置最大，往上逐渐减小，这种裂缝就是非均匀的地壳运动产生的，远比风晒雨淋或者普通外力破坏产生的裂缝更为严重，也对建筑影响更大。本方案即是通过研究非均匀的地壳运动随着时间变化在大型建筑上产生的裂缝的趋势及变化，得出大型建筑裂缝的产生规律及变化趋势，预测裂缝的产生及变化程度，为大型建筑的使用年限的设定及保护提供参考或依据。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种能够预测大型建筑的裂缝的变化趋势的大型建筑的裂缝预测方法，以解决上述问题。

一种大型建筑的裂缝预测方法，包括以下步骤：

步骤S1：建立大型建筑的模型，根据大型建筑的实际尺寸建立一个等比例的三维均质各向同性的模型；

步骤S2：设定条件参数；

步骤S3：设置边界条件和初始条件；

步骤S4：计算预定时间内的应力变化值及位置变化值；应力张量σ_ij满足：

其中，x_j是坐标向量，ρ是体积密度，g_i是重力加速度，是速度矢量，u_i是位移矢量，t为时间，i是坐标值；

应变速度张量满足：

其中，x_i是不同方向的坐标向量，是不同方向的速度矢量；

应变张量ε_ij满足：

其中，E是弹性模量，v是泊松比，σ_kk为主应力之和；δ_ij是克罗内克变量；

步骤S5：计算整合位移。

进一步地，所述条件参数包括弹性体积模量、内聚力、弹性切边模量、抗拉强度、内摩擦角、剪胀角、局部阻尼及密度。

进一步地，所述弹性体积模量为2.0E+7Pa，内聚力为1.0E+5Pa，弹性切边模量为1.0E+7Pa，抗拉强度为1.0E+5Pa，内摩擦角为25°，剪胀角为0°，局部阻尼为0.05，密度为1950Kg/m³。

与现有技术相比，本发明的大型建筑的裂缝预测方法包括以下步骤：步骤S1：建立大型建筑的模型，根据大型建筑的实际尺寸建立一个等比例的三维均质各向同性的模型；步骤S2：设定条件参数；步骤S3：设置边界条件和初始条件；步骤S4：计算预定时间内的应力变化值及位置变化值；应力张量σ_ij满足：其中，x_j是坐标向量，ρ是体积密度，g_i是重力加速度，是速度矢量，u_i是位移矢量，t为时间，i是坐标值；应变速度张量满足：其中，x_i是不同方向的坐标向量，是不同方向的速度矢量；应变张量ε_ij满足：其中，E是弹性模量，v是泊松比，o_kk为主应力之和；δ_ij是克罗内克变量；步骤S5：计算整合位移。如此能够预测大型建筑的裂缝的变化趋势，为大型建筑的使用年限的设定及保护提供参考或依据。