預(yù)應(yīng)力底板次軸力的計(jì)算方法
【專利摘要】預(yù)應(yīng)力底板次軸力的計(jì)算方法，包括以下步驟：1)根據(jù)預(yù)應(yīng)力底板端部預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉控制應(yīng)力和面積，計(jì)算底板端部混凝土等效預(yù)壓力Npc0；2)根據(jù)底板厚H、長(zhǎng)度L、地基水平阻力系數(shù)Cx、混凝土彈性模量E，計(jì)算系數(shù)β值；3)由計(jì)算預(yù)應(yīng)力底板次軸力Nr值，其中Nr的單位為N。本發(fā)明給出了一種由地基水平阻力引起的次軸力的計(jì)算方法，應(yīng)用本方法中給出的計(jì)算公式，可方便的計(jì)算混凝土預(yù)應(yīng)力底板中各個(gè)截面的次軸力大小，從而給工程設(shè)計(jì)和計(jì)算提供了充分的依據(jù)。
【專利說明】預(yù)應(yīng)力底板次軸力的計(jì)算方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種預(yù)應(yīng)力底板次軸力的計(jì) 算方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)以其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)形式、結(jié)構(gòu)體系和施工方法，其應(yīng)用領(lǐng)域已非 其它結(jié)構(gòu)材料所能替代?，F(xiàn)代化的預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)主要特征已由原來(lái)較為簡(jiǎn)單的預(yù)應(yīng)力受力 構(gòu)件（往往是簡(jiǎn)支構(gòu)件）轉(zhuǎn)變?yōu)轭A(yù)應(yīng)力復(fù)雜受力構(gòu)件（往往是超靜定結(jié)構(gòu)）?，F(xiàn)代預(yù)應(yīng)力 結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于高聳、大跨、大懸挑、重荷載及復(fù)雜結(jié)構(gòu)，如預(yù)應(yīng)力混凝土的電視塔、大型儲(chǔ) 罐、預(yù)應(yīng)力底板、壓力容器核安全殼等中。
[0003] 《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010-2010)(以下簡(jiǎn)稱《規(guī)范》）中規(guī)定我國(guó)的預(yù)應(yīng)力 混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì)方法采用次內(nèi)力法，《規(guī)范》中給出的設(shè)計(jì)公式是基于預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁 的工作原理建立起來(lái)的，僅僅考慮了次彎矩、次剪力的影響，而沒有考慮次軸力對(duì)結(jié)構(gòu)的影 響，因此本《規(guī)范》中給出的計(jì)算方式僅適用于沒有次軸力的簡(jiǎn)支預(yù)應(yīng)力構(gòu)件和受次軸力影 響較小的連續(xù)梁或平面框架結(jié)構(gòu)。為了進(jìn)一步探討次軸力對(duì)與預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的影響，本發(fā)明 人在《利用規(guī)范方法進(jìn)行現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)分析設(shè)計(jì)存在的問題及對(duì)策》（《工業(yè)建筑》 2006年36卷）中對(duì)常規(guī)超靜定預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的次軸力給出了詳細(xì)的計(jì)算方法，而沒有涉及復(fù) 雜的現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中次軸力的計(jì)算問題。比如位于地基上的預(yù)應(yīng)力底板，當(dāng)水平 張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)，由于地基土與底板間存在摩擦，限制了底板的變形，底板中部混凝土的 軸力小于端部軸力，從而產(chǎn)生次軸力，該種次軸力即由地基水平阻力引起的次軸力是上述 復(fù)雜混凝土結(jié)構(gòu)中次軸力計(jì)算的問題之一，次軸力大小的不確定性直接影響了預(yù)應(yīng)力底板 結(jié)構(gòu)的發(fā)展。

【權(quán)利要求】
1. 預(yù)應(yīng)力底板次軸力的計(jì)算方法，其特征在于：所述計(jì)算方法包括以下步驟： 1) 根據(jù)預(yù)應(yīng)力底板端部預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉控制應(yīng)力和面積，計(jì)算底板端部混凝土等效 預(yù)壓力Npctl; 2) 根據(jù)底板厚Η、長(zhǎng)度L、地基水平阻力系數(shù)Cx、混凝土彈性模量Ε，由公式^ $計(jì) 算系數(shù)β值； N= (ch -1)ΛΓ 3) 由計(jì)算公式fL' ^計(jì)算預(yù)應(yīng)力底板次軸力Nr值，其中Nr的單位 ch{p-) H2 為N。
2. 按照權(quán)利要求1所述的預(yù)應(yīng)力底板次軸力的計(jì)算方法，其特征在于：上述步驟2)中 β的計(jì)算方法是： 考慮到地基水平阻力的存在，地基對(duì)所述底板施加剪切力，所述剪切力的大小為：τ= -CxU τ一底板同地基接觸面上的剪應(yīng)力（MPa);u-剪應(yīng)力處的地基水平位移，即底板該點(diǎn)水平位移（_); Cx-地基水平阻力系數(shù)（N/mm3)，負(fù)號(hào)表示剪應(yīng)力方向永遠(yuǎn)與位移相反； 在所述底板的任意點(diǎn)X處，截取一段dx長(zhǎng)的微體，微體的高度取全高H，其厚度為單位 厚度，位移為u，微體左右兩側(cè)的壓應(yīng)力為預(yù)應(yīng)力鋼筋對(duì)底板產(chǎn)生的有效預(yù)壓力，分別為Nx、 Nx+dNx，底部為地基對(duì)底板的剪應(yīng)力τ，取水平投影，列平衡方程ΣX=O: Nx+dNx_Nx+τdx=O，即：dNx+τdx=O ν cdu U 由：=?τ=-Cxu，得： A-么=O dx-H 設(shè)= 則: 2 ---T-P^ =O dx~ 此微分方程的通解：μ=Ach(βX)+Bsh(βX)
3. 按照權(quán)利要求2所述的預(yù)應(yīng)力底板次軸力的計(jì)算方法，其特征在于： 由邊界條件X= 0,u= 0,Ach(0) = 0,得A= 0 由邊界條件x =fNx =Npc。，f 得：
由地基水平阻力引起的所述預(yù)應(yīng)力底板次軸力Nr:
【文檔編號(hào)】G06F19/00GK104318102SQ201410572614
【公開日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月23日
【發(fā)明者】李玉瑩, 高峰, 李清華 申請(qǐng)人:李玉瑩