[發明專利]一種軌道板溫度裂縫寬度的計算方法

有效

• 申請號: 201710095030.9
• 申請日: 2017-02-22
• 公開（公告）號: CN106845014B
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 汪優;李奕金;伍超強
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F119/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種軌道板溫度裂縫寬度的計算方法,其特征在于：包括以下步驟：

(1)確定開裂軌道板的基本參數，并根據裂縫間距l_cr將軌道板劃分為若干個母單元，然后將每個母單元劃分為n個長度為Δx的子單元；

(2)計算裂縫截面處縱向鋼筋的應力σ_s和應變ε_s；

(3)假設母單元的梁端截面初始黏結滑移量s₀，并根據黏結應力與滑移量的本構關系，計算初始黏結應力τ_b,0；

(4)根據黏結應力與滑移量的本構關系，平衡方程和變形協調方程對子單元進行迭代求解，并判斷求解結果是否滿足邊界條件；

(5)計算軌道板溫度裂縫寬度w；

步驟(1)中開裂軌道板的基本參數包括混凝土抗壓強度標準值f_ck，混凝土抗壓強度設計值f_c，混凝土抗拉強度標準值f_tk，混凝土抗拉強度設計值f_t，混凝土彈性模量E_c，鋼筋抗拉強度設計值f_y，鋼筋彈性模量E_s，縱向鋼筋直徑d，縱向鋼筋配筋率ρ，裂縫截面處受拉縱向鋼筋截面面積A_s，裂縫截面處受拉混凝土截面面積A_ct，軌道板寬度b和軌道板高度h。

2.根據權利要求1所述的一種軌道板溫度裂縫寬度的計算方法，其特征在于：步驟(1)中裂縫間距由下式確定：

式中：d為縱向鋼筋直徑，ρ為配筋率。

3.根據權利要求2所述的一種軌道板溫度裂縫寬度的計算方法，其特征在于：步驟(3)中黏結應力τ_b與滑移量s的本構關系由以下各式確定：

τ_b＝τ_max,s₁≤s≤s₂

τ_b＝τ_f,s≥s₃

式中：τ_f為殘余黏結應力，s₁為最大粘結應力對應的滑移量，s₂為平臺端終點對應的滑移量，s₃殘余黏結應力對應的滑移量，α為經驗系數。

4.根據權利要求3所述的一種軌道板溫度裂縫寬度的計算方法，其特征在于：步驟(4)中子單元的平衡方程采用以下各式：

A_sσ_s＝A_ctσ_ct(x)+A_sσ_s(x)

式中：τ_b(x)為距離一側裂縫處x的鋼筋與混凝土的黏結應力，σ_s(x)為距離一側裂縫x處的鋼筋應力，σ_ct(x)為距離一側裂縫x處的混凝土拉應力。

5.根據權利要求4所述的一種軌道板溫度裂縫寬度的計算方法，其特征在于：步驟(4)中變形協調方程采用下式：

式中：s(x)為鋼筋和混凝土之間在距一側裂縫x處的相對滑移量，ε_s(x)為距一側裂縫x處的縱向鋼筋應變，ε_ct(x)為距一側裂縫x處的混凝土應變。

6.根據權利要求5所述的一種軌道板溫度裂縫寬度的計算方法，其特征在于：步驟(4)中由于母單元的應力、應變和滑移量是對稱的，因此只需對母單元的前個子單元進行迭代分析，并假設各子單元中的黏結應力τ_b均勻分布；在第j次迭代分析中，在i截面縱向鋼筋應力和滑移量已知的情況下，i+1截面處的縱向鋼筋應力和滑移量采用下列關系式確定：

式中：為第j次迭代時i截面處的鋼筋與混凝土的黏結應力，為第j次迭代時i+1截面處縱向鋼筋應變，為第j次迭代時i截面處縱向鋼筋應變，為第j次迭代時i+1截面處的混凝土應變，為第j次迭代時i截面處混凝土應變。