[发明专利]一种次生内力结构的预内力及其计算方法

说明书

本发明公开了一种次生内力结构的预内力及其计算方法，次生内力结构包括第一构件及第二构件，第一构件包括第一节点及第二节点，方法包括：调整第二构件与所述第一构件的第一节点和/或第二节点的连接状态，以使第二构件与第一节点和/或第二节点形成第一连接状态，在第一构件上施加预载；根据施加的预载分别计算第一构件各节点处的内力；调整第二构件与所述第一构件的第一节点和/或第二节点的连接状态为第二连接状态，卸除第一构件上的预载及在第一构件上施加荷载；基于卸除预载及施加的荷载分别计算第一构件的各节点处的内力；叠加上述各内力。采用本发明的方法，能够有效消减第一构件产生的次生内力，同时均化第一构件的主控制内力的分布。

技术领域

本发明涉及结构工程技术领域，尤其涉及一种次生内力结构的预内力及其计算方法。

背景技术

目前，对结构构件的受力进行分析时，通常采用其节点的状态一次生成为单一状态，结构构件在该单一状态下承受全载的方式。这种方式下，在荷载作用下结构构件产生的一些内力往往很大。对于次生内力结构(即在荷载作用下产生与荷载的方向垂直的次生内力)而言，其在荷载作用下产生的次生内力较大，从而导致结构构件的受力性能不佳，材料性能发挥不充分。

发明内容

本发明实施例公开了一种次生内力结构的预内力及其计算方法，能够有效消减次生内力结构的次生内力，均化其主要控制内力。

具体地，本发明提供了一种次生内力结构的预内力及其计算方法，所述次生内力结构包括第一构件及第二构件，所述第一构件包括对称的两节点，分别为第一节点及第二节点，所述方法包括：

调整所述第二构件与所述第一构件的第一节点和/或第二节点的连接状态，以使所述第二构件与所述第一节点和/或所述第二节点形成第一连接状态，在所述第一构件上施加预载；

根据所述预载，分别计算所述第一构件及所述第二构件在所述预载作用下的内力；

将所述第二构件与所述第一节点和/或所述第二节点由所述第一连接状态调整至第二连接状态，在所述第一构件上卸除所述预载以及在所述第一构件上施加荷载；

根据卸除预载以及施加的所述荷载，分别计算所述第一构件及所述第二构件受到的内力；

叠加上述内力，得到总内力；

其中，所述预载为与所述荷载方向相同且分布相同或不同的荷载和/或作用，在所述第二连接状态下所述第二构件与所述第一节点和/或所述第二节点的连接刚度大于在所述第一连接状态下所述第二构件与所述第一节点和/或所述第二节点的连接刚度。

作为一种可选的实施方式，在本发明的实施例中，所述次生内力结构为拉杆拱或环肋式网壳，所述第一构件为拱本体或网壳本体，所述第二构件为拉杆。

作为一种可选的实施方式，在本发明的实施例中，所述调整所述第二构件与所述第一构件的第一节点和/或第二节点的连接状态，以使所述第二构件与所述第一节点和/或所述第二节点形成第一连接状态，在所述第一构件上施加预载之前，所述方法还包括

将所述第二构件与所述第一构件的第一节点和/或第二节点连接并形成传统连接状态，根据所述传统连接状态确定所述第一构件承受的荷载；根据所述荷载计算所述第一节点及所述第二节点在所述荷载作用下的内力，在所述荷载作用下，所述第一节点的内力大于或等于所述第二节点的内力，且所述第一节点的内力方向与所述第二节点的内力方向相反。

作为一种可选的实施方式，在本发明的实施例中，

所述第一节点的内力大于所述第二节点的内力，所述调整所述第二构件与所述第一构件的第一节点和/或第二节点的连接状态，以使所述第二构件与所述第一节点和/或所述第二节点形成第一连接状态，在所述第一构件上施加预载，包括

计算所述第二构件与所述第一节点在所述传统连接状态下的连接约束；