[发明专利]一种非对称翼缘H型钢组合梁截面设计方法

权利要求书

1.一种非对称翼缘H型钢组合梁截面设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、根据当前所处的设计阶段，确定非对称翼缘H型钢组合梁的设计方式；

S2、根据步骤S1确定的设计方式，结合相应的外部设计参数进行求解计算，以得到非对称翼缘H型钢组合梁截面的控制点，其中，控制点的横坐标为上下翼缘厚度分布比例，控制点的纵坐标为非对称翼缘H型钢组合梁的抗弯承载力；

S3、基于控制点的横纵坐标数据，完成非对称翼缘H型钢组合梁截面的设计；

所述步骤S1中设计阶段包括方案阶段和施工图阶段；

所述步骤S1的具体过程为：若当前处于方案阶段，则确定设计方式为根据钢梁跨度进行设计；

若当前处于施工图阶段，则确定设计方式为根据钢梁高进行设计；

所述步骤S2具体包括以下步骤：

S21、若根据钢梁跨度进行设计，则获取包括钢梁跨度、钢梁间距、钢材等级、混凝土强度、附加恒载、活荷载和楼板厚度的外部设计参数；

若根据钢梁高进行设计，则获取包括钢梁高、目标抗弯承载力、钢材等级、混凝土强度、附加恒载、活荷载和楼板厚度的外部设计参数；

S22、若根据钢梁跨度进行设计，则结合钢梁跨度以及预设的跨高比，计算得到初始梁高；结合对应的外部设计参数，分别计算得到施工阶段的组合梁弯矩和剪力、使用阶段的组合梁弯矩和剪力；

若根据钢梁高进行设计，则以钢梁高作为初始梁高，结合对应的外部设计参数，分别计算得到施工阶段的组合梁弯矩和剪力、使用阶段的组合梁弯矩和剪力；

S23、根据初始梁高、施工阶段的组合梁弯矩和剪力、使用阶段的组合梁弯矩和剪力，结合构造要求，确定初始截面尺寸以及控制参数；

S24、基于初始截面尺寸以及控制参数，通过迭代计算，求解得到满足参数控制要求的非对称翼缘H型钢组合梁截面的控制点；

所述施工阶段的组合梁弯矩具体为：

q_A＝0.9·G·(1.3·H·W+1.5L_A)

其中，M_A为施工阶段的组合梁弯矩，q_A为施工阶段的荷载作用效应，l为钢梁跨度，G为钢梁间距，H为楼板厚度，W为混凝土的容重，L_A为施工活载；

所述施工阶段的剪力具体为：

其中，V_A为施工阶段的剪力；

所述使用阶段的组合梁弯矩具体为：

q_B＝G·(1.3·H·W+1.3·L_BY+1.5L_B)

其中，M_B为使用阶段的组合梁弯矩，q_B为使用阶段的荷载作用效应，l为钢梁跨度，G为钢梁间距，H为楼板厚度，W为混凝土的容重，L_BY为附加恒载，L_B为使用活载；

所述使用阶段的剪力具体为：

其中，V_B为施工阶段的剪力。

2.根据权利要求1所述的一种非对称翼缘H型钢组合梁截面设计方法，其特征在于，所述初始截面尺寸包括钢梁高度、钢梁翼缘宽度、钢梁腹板厚度和上下翼缘厚度，所述控制参数包括组合梁设计弯矩、组合梁设计剪力以及组合梁施工阶段与使用阶段作用效应比值。

3.根据权利要求2所述的一种非对称翼缘H型钢组合梁截面设计方法，其特征在于，所述组合梁设计弯矩即为使用阶段的组合梁弯矩，所述组合梁设计剪力即为使用阶段的剪力，所述组合梁施工阶段与使用阶段比值具体为施工阶段的组合梁弯矩与使用阶段的组合梁弯矩的比值。

4.根据权利要求2所述的一种非对称翼缘H型钢组合梁截面设计方法，其特征在于，所述步骤S24的迭代求解的具体过程为：

S241、根据施工阶段与使用阶段的荷载作用效应比值，确定组合梁两阶段承载力比限值，并将大于此限值的区域设定为满足组合梁两阶段承载力比要求的上翼缘厚度百分比范围；

S242、查找抗弯承载力曲线在上翼缘厚度百分比范围区域内的极大值点，并获得该极大值点的纵坐标数据；

S243、若该极大值点的纵坐标数据满足参数控制要求，则该极大值点即为控制点，否则返回步骤S241。

5.根据权利要求4所述的一种非对称翼缘H型钢组合梁截面设计方法，其特征在于，所述步骤S243中参数控制要求具体为：极大值点的纵坐标数据大于或等于组合梁设计弯矩。