[發(fā)明專利]建筑體系張弦結(jié)構(gòu)中預(yù)應(yīng)力索失效下的防連續(xù)倒塌設(shè)計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410428900.6
• 申請(qǐng)日: 2014-08-27
• 公開（公告）號(hào): CN104213635A
• 公開（公告）日: 2014-12-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 區(qū)彤;徐昕;陳星;譚堅(jiān);張連飛;羅赤宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東省建筑設(shè)計(jì)研究院
• 主分類號(hào): E04B1/34
• 分類號(hào): E04B1/34;G06F17/50
• 代理公司: 廣州知友專利商標(biāo)代理有限公司 44104
• 代理人: 劉小敏;高文龍

1.建筑體系張弦結(jié)構(gòu)中預(yù)應(yīng)力索失效下的防連續(xù)倒塌設(shè)計(jì)方法，包括如下步驟：

步驟(1)建立分析模型，獲得張弦結(jié)構(gòu)的初始狀態(tài)及響應(yīng)：根據(jù)原結(jié)構(gòu)靜力荷載分析，在有限元模擬計(jì)算平臺(tái)上建立張弦結(jié)構(gòu)的有限元模型；

對(duì)包含預(yù)應(yīng)力索的張弦結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)應(yīng)力索未遭破壞時(shí)的靜力狀態(tài)分析，以初始整體張弦結(jié)構(gòu)在豎向荷載作用下的靜力作用分析，得出張弦結(jié)構(gòu)的初始狀態(tài)及響應(yīng)；

步驟(2)選擇具體一個(gè)預(yù)應(yīng)力索做失效處理，然后對(duì)整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行響應(yīng)分析：即假定某個(gè)預(yù)應(yīng)力索處于失效狀態(tài)，分別以該預(yù)應(yīng)力索松弛和崩斷兩種狀態(tài)作為預(yù)應(yīng)力索的失效狀態(tài)，然后對(duì)預(yù)應(yīng)力索失效后的剩余張弦結(jié)構(gòu)取荷載動(dòng)力放大系數(shù)A，對(duì)剩余張弦結(jié)構(gòu)進(jìn)行A倍豎向荷載作用下的靜力作用分析，以得出該預(yù)應(yīng)力索失效后的張弦結(jié)構(gòu)的破壞狀態(tài)及響應(yīng)；

步驟(3)對(duì)預(yù)應(yīng)力索構(gòu)件逐一做失效處理并逐一對(duì)失效后的結(jié)構(gòu)進(jìn)行響應(yīng)分析：重復(fù)步驟(2)，以得到每個(gè)預(yù)應(yīng)力索處于失效狀態(tài)后的張弦結(jié)構(gòu)的破壞狀態(tài)及響應(yīng)；

步驟(4)進(jìn)行張弦結(jié)構(gòu)防連續(xù)倒塌設(shè)計(jì)：以任意預(yù)應(yīng)力索失效時(shí)，剩余張弦結(jié)構(gòu)在豎向荷載作用下材料進(jìn)入塑性階段的情況下，控制張弦結(jié)構(gòu)梁構(gòu)件的撓度；控制剩余預(yù)應(yīng)力索不應(yīng)超過其0.8的屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，與發(fā)生失效的預(yù)應(yīng)力索相連的張弦結(jié)構(gòu)的鋼構(gòu)件應(yīng)力不應(yīng)超過極限承載強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，控制不與發(fā)生失效的預(yù)應(yīng)力索相連的張弦結(jié)構(gòu)的鋼構(gòu)件應(yīng)力，并對(duì)不與預(yù)應(yīng)力索相連的各類型的鋼構(gòu)件的敏感性指標(biāo)S.I.進(jìn)行控制，

其中，λ₀是鋼構(gòu)件在初始狀態(tài)下的承載能力，λ_d是預(yù)應(yīng)力索失效后鋼構(gòu)件的承載能力；

在上述設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)下對(duì)張弦結(jié)構(gòu)中的各鋼構(gòu)件進(jìn)行補(bǔ)充設(shè)計(jì)調(diào)整，從而防止在任意預(yù)應(yīng)力索發(fā)生失效時(shí)張弦結(jié)構(gòu)可能出現(xiàn)連續(xù)倒塌的情況發(fā)生，以保證張弦結(jié)構(gòu)整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑體系張弦結(jié)構(gòu)中預(yù)應(yīng)力索失效下的防連續(xù)倒塌設(shè)計(jì)方法，其特征在于：所述步驟(1)中的張弦結(jié)構(gòu)的靜力狀態(tài)分析為現(xiàn)有技術(shù)，采用已有的有限元分析軟件即可，如可采用有限元軟件Midas/Gen，或者采用有限元軟件Etabs、或者采用有限元軟件Sap2000。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑體系張弦結(jié)構(gòu)中預(yù)應(yīng)力索失效下的防連續(xù)倒塌設(shè)計(jì)方法，其特征在于：所述步驟(1)中豎向荷載為恒載+0.25活載。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑體系張弦結(jié)構(gòu)中預(yù)應(yīng)力索失效下的防連續(xù)倒塌設(shè)計(jì)方法，其特征在于：所述步驟(2)中放大系數(shù)A的取值范圍為1.2～1.5。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑體系張弦結(jié)構(gòu)中預(yù)應(yīng)力索失效下的防連續(xù)倒塌設(shè)計(jì)方法，其特征在于：所述步驟(3)中所述的預(yù)應(yīng)力索的松弛狀態(tài)是指：拆除所選的預(yù)應(yīng)力索，該預(yù)應(yīng)力索與整體張弦結(jié)構(gòu)連接處不施加反向作用力；所述預(yù)應(yīng)力索的崩斷狀態(tài)是指：拆除所選預(yù)應(yīng)力索，該預(yù)應(yīng)力索與整體張弦結(jié)構(gòu)連接處施加與預(yù)應(yīng)力索拉力相等的反向集中作用力。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑體系張弦結(jié)構(gòu)中預(yù)應(yīng)力索失效下的防連續(xù)倒塌設(shè)計(jì)方法，其特征在于：所述步驟(4)中豎向荷載為恒載+0.25活載。

7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的建筑體系張弦結(jié)構(gòu)中預(yù)應(yīng)力索失效下的防連續(xù)倒塌設(shè)計(jì)方法，其特征在于：所述步驟(4)中所述的張弦結(jié)構(gòu)中梁構(gòu)件的撓度控制標(biāo)準(zhǔn)見表1；

表1：梁構(gòu)件撓度控制標(biāo)準(zhǔn)

表1中，l為梁構(gòu)件的長(zhǎng)度。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的建筑體系張弦結(jié)構(gòu)中預(yù)應(yīng)力索失效下的防連續(xù)倒塌設(shè)計(jì)方法，其特征在于：所述步驟(4)中，不與發(fā)生失效的預(yù)應(yīng)力索相連的張弦結(jié)構(gòu)的鋼構(gòu)件應(yīng)力按表2所示的鋼構(gòu)件控制標(biāo)準(zhǔn)控制；

表2：不與預(yù)應(yīng)力索相連的鋼構(gòu)件應(yīng)力控制標(biāo)準(zhǔn)

表2中，所述的鋼構(gòu)件包括梁構(gòu)件、柱構(gòu)件、受拉支撐和受壓支撐，Wp為截面的塑形模量，W為截面模量，fyk為鋼材強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的建筑體系張弦結(jié)構(gòu)中預(yù)應(yīng)力索失效下的防連續(xù)倒塌設(shè)計(jì)方法，其特征在于：所述步驟(4)中，當(dāng)S.I.值≥0.75時(shí)，其應(yīng)力控制標(biāo)準(zhǔn)在表1和表2的基礎(chǔ)上乘以安全系數(shù)K。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的建筑體系張弦結(jié)構(gòu)中預(yù)應(yīng)力索失效下的防連續(xù)倒塌設(shè)計(jì)方法，其特征在于：所述安全系數(shù)K的取值范圍為0.75～0.85。