[发明专利]一种轴心受力构件的加载及内力计算方法

说明书

本发明公开了一种轴心受力构件的加载及内力计算方法，包括调整轴心受力构件的节点处的连接状态为第二连接状态，计算轴心受力构件在第二连接状态下所要承受的总荷载；将轴心受力构件的节点处的连接状态由第二连接状态调整至第一连接状态并施加第一荷载；将轴心受力构件的节点处的连接状态由第一连接状态再次调整至第二连接状态并施加第二荷载；基于第一荷载，计算轴心受力构件在第一荷载作用下的内力，基于第二荷载，计算轴心受力构件在第二荷载作用下的内力，以及，叠加各内力，得到轴心受力构件的目标内力。采用本发明的方法，可有效消减并均化轴心受力构件受到的轴力，进而提高轴心受力构件的受力性能和经济性。

技术领域

本发明涉及结构工程领域，尤其涉及一种轴心受力构件的加载及内力计算方法。

背景技术

在工程中，对于结构可行性及受力性能的判断通常是通过计算结构构件的内力来实现的。以轴心受力构件为例，所谓轴心受力构件主要指其控制内力或主要内力为轴力，弯矩相对次要，再次一般还伴有剪力、扭矩等的结构构件。传统轴心受力构件的节点连接方式通常有两种形式，要么是铰支(或铰接)，要么是固支(或刚接)，然后在轴心受力构件铰支铰接或固支刚接的情况下，加载其承受的全部荷载，基于此计算出轴心受力构件的轴力。而不管铰支(或铰接)还是固支(或刚接)，这种节点连接刚度一次直接生成的结构构件，在荷载作用下产生的轴力，往往在结构中分布不均甚至极为不均，导致结构构件标准化程度底，工程造价较高，技术措施难度较大，甚至结构难以实现。

发明内容

本发明实施例公开了一种轴心受力构件的加载及内力计算方法，能够有效消减均化轴心受力构件在荷载作用下产生的轴力，降低工程造价。

本发明提供了一种轴心受力构件的加载及内力计算方法，所述方法包括

调整所述轴心受力构件节点处的连接状态为传统连接状态，计算所述轴心受力构件所在的结构在所述传统连接状态下所要承受的总荷载；

将所述轴心受力构件的至少一节点的连接状态由所述传统连接状态调整至第一连接状态并在所述轴心受力构件的所在的结构上施加第一荷载；

将所述轴心受力构件的所述至少一节点的连接状态由所述第一连接状态调整至第二连接状态并在所述轴心受力构件的所在的结构上施加第二荷载；

基于所述第一荷载，计算所述轴心受力构件在所述第一荷载作用下的内力，以及，基于所述第二荷载，计算所述轴心受力构件在所述第二荷载作用下的内力，以及，叠加各所述内力，得到所述轴心受力构件的目标内力；

所述轴心受力构件的所述节点处为传统连接状态时，所述轴心受力构件的节点连接约束个数大于所述轴心受力构件的所述节点处于第一连接状态时的连接约束，以及小于或等于所述轴心受力构件的所述节点在所述第二连接状态时的连接约束个数；

所述第一荷载为所述总荷载的部分荷载，所述第二荷载为所述总荷载除去所述第一荷载的剩余荷载。

作为一种可选的实施方式，在本发明的实施例中，在所述第一连接状态下，所述轴心受力构件处于轴向无约束的顺轴自由滑动状态。

作为一种可选的实施方式，在本发明的实施例中，所述第一连接状态为铰接、滑动连接或半固接，所述第二连接状态为与所述第一连接状态对应的半固接或固接。

作为一种可选的实施方式，在本发明的实施例中，所述轴心受力构件的节点处的连接状态为所述第一连接状态时，所述轴心受力构件处于静定结构状态或超静定结构。

作为一种可选的实施方式，在本发明的实施例中，所述总荷载可为集中荷载和/或均布荷载。

作为一种可选的实施方式，在本发明的实施例中，

所述将所述轴心受力构件的至少一构件的所述至少一节点处的连接状态由所述传统连接状态调整至第一连接状态并施加第一荷载，包括