[发明专利]一种体内预应力胶合木梁抗弯承载能力的分析方法

权利要求书

1.一种体内预应力胶合木梁抗弯承载能力的分析方法，其特征在于：包括以下几个步骤：

步骤一、获取体内预应力筋胶合木梁的结构参数，包括预应力胶合木梁的宽度b、高度h、受拉筋材合力点到木材受拉区边缘的距离h_at，受压筋材合力点到木材受压区边缘的距离h_ac、受压筋材的截面面积A_rc以及受拉预应力筋的截面面积A_rt；

步骤二、根据步骤一获取的结构参数，计算体内预应力胶合木梁危险截面的应变关系；

步骤三、计算截面各区域合力；

步骤四、根据截面内力平衡条件，计算截面抵抗弯矩M_i；

步骤五、增大最大拉应变ε_wt，重复步骤二～步骤四，直至木材的最大拉应变或最大压应变达到极限值，得到预应力胶合木梁的极限弯矩M_u：M_u＝Max{M_i}；

体内预应力胶合木梁危险截面的应变关系为：

其中，h_c为木材受压区高度，h_p为木材的受压塑性区高度；

h_at、h_ac、分别为受拉、受压筋材合力点到木材受拉、受压区边缘的距离；

b、h分别为预应力胶合木梁的宽度和高度；

ε_wc、ε_wt分别为截面受压、受拉区边缘木材纤维的最大应变；

ε_wcy为木材的屈服压应变；

ε_rc为受压筋材的应变；

ε_rt为受拉预应力筋的应变增量；

ε_p0为预应力筋合力点处胶合木材法向应力为0时的预应力筋的总应变；

F_pe为受拉区预应力筋的有效张拉力；

E_r为筋材的弹性模量；

E_w为木材的弹性模量；

截面各区域合力为：

F_rc＝E_rA_rcε_rc

F_rt＝E_rA_rt(ε_rt+ε_p0)

其中：A_rc为受压筋材的截面面积；

A_rt为受拉预应力筋的截面面积；

m为木材本构关系曲线中的受压区下降段的斜率与E_w的比值；

F_rt、F_rc分别为受拉、受压筋材的合力；

F_wt为木材受拉区的合力；

F_wce为木材弹性受压区的合力；

F_wcp为木材塑性受压区的合力；

截面内力平衡方条件为：

F_rt+F_wt＝F_rc+F_wce+F_wcp；

截面抵抗弯矩M_i为：

M_i＝F_rcd_rc+F_rtd_rt+F_wced_wce+F_wcpd_wcp+F_wtd_wt

其中，d_rc为受压筋材的内力臂；d_rt为受拉筋材的内力臂；d_wt为木材受拉区合力点的内力臂；d_wce为木材弹性受压区合力点的内力臂；d_wcp为木材受压塑性区合力点的内力臂，计算方法如下：

d_rc＝h_c-h_ac

d_rt＝h-h_at-h_c

2.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于：所用预应力筋材为FRP筋或钢绞线。