[发明专利]差异沉降下的假山拱形门径向裂纹状态的计算方法

权利要求书

1.一种差异沉降下的假山拱形门径向裂纹状态的计算方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、将拱形门视作杆件体，两拱脚处视为固定支撑，将差异沉降视作为视为支座位移；

S2、根据拱形门结构的对称性，将所述支座位移分解为正对称结构与反对称结构两种状态的叠加，并计算所述反对称结构中的内力；

S3、根据内力计算结果推导裂纹截面处的应力场情况；以及

S4、根据所述裂纹截面处应力场情况，对权重函数和裂纹表面应力分布乘积进行积分，并计算出裂纹的应力强度因子。

2.如权利要求1所述的差异沉降下的假山拱形门径向裂纹状态的计算方法，其特征在于，步骤S2包括：根据拱顶半径R、裂纹方向与水平面夹角差异沉降值Δd、弹性模量E和截面惯性矩I，通过力法来计算拱顶内力，

由力法计算式可得未知力X₁为：

在中心极坐标下，拱顶弯矩分布为：

在中心极坐标下，拱顶剪力分布为：

3.如权利要求2所述的差异沉降下的假山拱形门径向裂纹状态的计算方法，其特征在于，其特征在于，步骤S3中，所述导裂纹截面处的应力场包括截面正应力和截面切应力，

其中截面正应力分布为：

截面切应力分布为：

其中，a为裂纹宽度，S_Z*表示计算点处横线以外的面积对中性轴的截面面积矩，其中，中性轴为裂纹横截面的上下对称轴，横线为过裂纹尖端处并与中心轴平行的直线，横线以外的面积表示横线以下的截面面积，b为横截面的宽度，T为构件厚度。

4.如权利要求3所述的差异沉降下的假山拱形门径向裂纹状态的计算方法，其特征在于，裂纹的应力强度因子表达形式如下：

其中，x为裂纹面坐标，a为裂纹长度，h_I(x,a)、h_II(x,a)分别Ⅰ型应力强度因子与Ⅱ型应力强度因子的权函数，表示作用于x点处的单位集中力载荷诱导的裂纹尖端应力强度因子。

5.如权利要求4所述的差异沉降下的假山拱形门径向裂纹状态的计算方法，其特征在于，所述Ⅰ型应力强度因子与Ⅱ型应力强度因子的解析解为：

其中M₁、M₂、M₃为相应裂纹形状的权系数，其能够通过裂纹深长比a/c计算所得，a为裂纹宽度，T为构件厚度，c为裂纹深度。

6.如权利要求4所述的差异沉降下的假山拱形门径向裂纹状态的计算方法，其特征在于，所述Ⅰ型应力强度因子与Ⅱ型应力强度因子的权函数h_I(x,a)、h_II(x,a)的数值解如下：

M₂＝3

其中，a为裂纹宽度，T为构件厚度，c为裂纹深度。

7.如权利要求1所述的差异沉降下的假山拱形门径向裂纹状态的计算方法，其特征在于，所述支座位移的正对称结构支座位移为刚性位移，结构不产生内力，所述拱形门的内力为支座位移的所述反对称结构中的内力。

8.一种电子设备，其特征在于，包括：

处理器；以及

存储器，所述存储器存储指令，当所述指令被所述至少一个处理器执行时，使得所述至少一个处理器执行如权利要求1至7中任一项所述的差异沉降下的假山拱形门径向裂纹状态的计算方法。

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的差异沉降下的假山拱形门径向裂纹状态的计算方法的步骤。