[发明专利]一种受扭构件的加载及预内力计算方法

说明书

本发明涉及结构工程技术领域，具体公开了一种受扭构件的加载及预内力计算方法，包括计算受扭构件在其支座处于原始连接状态时承受的荷载及各支座的内力，内力较小的支座保持不变，内力较大的支座调整至第一连接状态，在受扭构件上施加第一荷载及预载，将第一支座由第一连接状态调整至第二连接状态，在受扭构件上卸除预载及施加第二荷载。然后基于两支座在两不同状态分别计算两支座的内力并叠加内力得到两支座的目标内力。采用这样的方式，荷载分阶段施加，使得受扭构件的内力得到均化。并且，由于预载的分阶段施加和卸除给受扭构件提供了预内力，进一步消减受扭构件内力的幅值及不均匀度，改善受扭构件的受力性能，提高受扭构件在结构中的经济性。

技术领域

本发明涉及结构工程技术领域，尤其涉及一种受扭构件的加载及预内力计算方法。

背景技术

在工程理论中，对受扭构件的受力进行分析通常是采用受扭构件的两端支座固支一次形成，承受全载的方式。然而，在实际设计和建造(制造)中发现，上述方式计算得到的受扭构件在荷载作用下产生的扭矩往往分布不均，容易导致实际设计和建造(制造)中受扭构件的受力变形性能不佳，降低受扭构件在结构中的使用经济性。

发明内容

本发明公开了一种受扭构件的加载及预内力计算方法，通过连接的分状态及荷载的分阶段施加及预载的分阶段施加和卸除，起到双重均化受扭构件内力的作用，提高受扭构件在结构中的合理性和经济性。

为了实现上述目的，本发明实施例提供了一种受扭构件的加载及预内力计算方法，该方法包括:

计算所述受扭构件在其支座处于原始连接状态时承受的全部荷载；

根据所述全部荷载，确定所述受扭构件的第一支座和第二支座在所述原始连接状态下的内力，且在所述全部荷载作用下，所述第一支座的内力大于所述第二支座的内力；

将所述第一支座的连接状态由所述原始连接状态调整至第一连接状态，保持所述第二支座的所述原始连接状态不变或增加约束刚度予以加强，在所述受扭构件上施加第一荷载和预载；

将所述第一支座的连接状态由所述第一连接状态调整至第二连接状态，卸除所述预载以及在所述受扭构件上施加第二荷载；

基于施加的所述第一荷载及所述预载，分别计算所述第一支座和所述第二支座在所述第一连接状态下的内力，基于卸除所述预载及施加的所述第二荷载，分别计算所述第一支座和所述第二支座在所述第二连接状态下的内力，叠加所述第一支座在所述第一连接状态和所述第二连接状态下的内力得到第一支座目标内力，叠加所述第二支座在所述第一连接状态和所述第二连接状态下的内力得到第二支座目标内力；

其中，所述第一荷载与所述第二荷载之和等于所述全部荷载。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例中，所述第一支座在所述原始连接状态和所述第二连接状态下的连接刚度均大于所述第一支座在所述第一连接状态下的连接刚度。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例中，所述原始连接状态为铰接、半刚接或刚接，所述第一连接状态为悬臂状态、铰接、半刚接或刚接，所述第二连接状态的约束数不少于所述原始连接状态的约束数。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例中，所述全部荷载为集中荷载和/或分布荷载；以及

所述预载施加荷载和/或作用的效应方向与所述全部荷载的效应方向一致，所述预载包括预挂载、预堆载、预张、预压、预对拉及预对压中的任意一种或任意多种的组合。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例中，所述全部荷载为q，所述预载为p，且p＜uq，其中，μ为预载系数，且μ≤1。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例中，所述第一荷载及所述第二荷载的方向与所述全部荷载的方向相同。