[發(fā)明專利]一種基于裂縫和安全系數(shù)雙控的地下結(jié)構(gòu)安全性評(píng)價(jià)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910244342.0
• 申請(qǐng)日: 2019-03-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110008564A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-07-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫春平;魏運(yùn)鴻;吳波;田寶華;劉延龍;奚成
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中鐵二十三局集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 四川力久律師事務(wù)所 51221
• 代理人: 張立剛

1.一種基于裂縫和安全系數(shù)雙控的地下結(jié)構(gòu)安全性評(píng)價(jià)方法，其特征在于，包括以下步驟：

a、根據(jù)地下工程設(shè)計(jì)資料和地勘資料，建立地下結(jié)構(gòu)仿真力學(xué)模型；

b、基于建立的力學(xué)模型，對(duì)地下結(jié)構(gòu)從安全到破壞不同受力階段進(jìn)行仿真模擬計(jì)算，提取不同受力階段地下結(jié)構(gòu)關(guān)鍵截面的內(nèi)力，并計(jì)算得到該關(guān)鍵截面的安全系數(shù)；

c、通過(guò)數(shù)值計(jì)算結(jié)果分析結(jié)構(gòu)裂縫的分布規(guī)律和形態(tài)，并計(jì)算關(guān)鍵截面的最大裂縫寬度；

d、根據(jù)計(jì)算得到的關(guān)鍵截面在不同受力階段下最大裂縫寬度和安全系數(shù)，繪制最大裂縫寬度和安全系數(shù)關(guān)系曲線，并擬合得到最大裂縫寬度與安全系數(shù)函數(shù)關(guān)系式；

e、基于地下結(jié)構(gòu)安全性等級(jí)，根據(jù)擬合的函數(shù)關(guān)系式反推出允許的最大裂縫寬度，然后與實(shí)際檢測(cè)得到的最大裂縫寬度進(jìn)行比較，判斷安全性是否滿足要求。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于裂縫和安全系數(shù)雙控的地下結(jié)構(gòu)安全性評(píng)價(jià)方法，其特征在于，所述關(guān)鍵截面是指地下結(jié)構(gòu)上最先出現(xiàn)裂縫的部位所對(duì)應(yīng)的截面。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于裂縫和安全系數(shù)雙控的地下結(jié)構(gòu)安全性評(píng)價(jià)方法，其特征在于，所述內(nèi)力是指關(guān)鍵截面的彎矩及軸力。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于裂縫和安全系數(shù)雙控的地下結(jié)構(gòu)安全性評(píng)價(jià)方法，其特征在于，所述步驟b中，當(dāng)鋼筋混凝土截面為純彎構(gòu)件時(shí)，其截面安全系數(shù)按下式計(jì)算：

其中，K為安全系數(shù)；M為彎矩；R_w為混凝土彎曲抗壓極限強(qiáng)度；R_g為鋼筋的抗拉或抗壓強(qiáng)度；A_g、A'_g為受拉和受壓區(qū)鋼筋的截面面積；a、a'為自鋼筋A(yù)_g或A'_g的重心分別至截面最近邊緣的距離；h為截面高度；h₀為截面的有效高度；x為混凝土受壓區(qū)高度；b為矩形截面的寬度或T形截面的肋寬。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于裂縫和安全系數(shù)雙控的地下結(jié)構(gòu)安全性評(píng)價(jià)方法，其特征在于，所述步驟b中，當(dāng)鋼筋混凝土截面為小偏心受壓構(gòu)件時(shí),其截面安全系數(shù)按下式計(jì)算：

其中，K為安全系數(shù)；N為軸向力，e、e'為鋼筋A(yù)_g或A'_g的重心至軸向力作用點(diǎn)的距離；R_w為混凝土彎曲抗壓極限強(qiáng)度；R_g為鋼筋的抗拉或抗壓強(qiáng)度；A_g、A'_g為受拉和受壓區(qū)鋼筋的截面面積；a、a'為自鋼筋A(yù)_g或A'_g的重心分別至截面最近邊緣的距離；h為截面高度；h₀為截面的有效高度；b為矩形截面的寬度或T形截面的肋寬。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于裂縫和安全系數(shù)雙控的地下結(jié)構(gòu)安全性評(píng)價(jià)方法，其特征在于，所述步驟b中，當(dāng)鋼筋混凝土截面為大偏心受壓構(gòu)件時(shí),其截面安全系數(shù)計(jì)算如下：

KN≤R_wbx+R_g(A'_g-A_g) (3)

或

其中，K為安全系數(shù)；N為軸向力，e、e'為鋼筋A(yù)_g或A'_g的重心至軸向力作用點(diǎn)的距離；R_w為混凝土彎曲抗壓極限強(qiáng)度；R_g為鋼筋的抗拉或抗壓強(qiáng)度；A_g、A'_g為受拉和受壓區(qū)鋼筋的截面面積；a、a'為自鋼筋A(yù)_g或A'_g的重心分別至截面最近邊緣的距離；h為截面高度；h₀為截面的有效高度；x為混凝土受壓區(qū)高度；b為矩形截面的寬度或T形截面的肋寬。