[發明專利]一種框架的預內力及其計算方法

在審

• 申請號: 201910750971.0
• 申請日: 2019-08-14
• 公開（公告）號: CN112446085A
• 公開（公告）日: 2021-03-05
• 發明（設計）人: 郭滿良
• 申請（專利權）人: 深圳市建筑設計研究總院有限公司
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F119/14
• 代理公司: 廣州德科知識產權代理有限公司 44381
• 代理人: 萬振雄;林玉旋

本發明公開了一種框架的預內力及其計算方法，框架包括第一構件和與第一構件連接形成連接節點的第二構件，方法包括調整框架的至少一個連接節點的連接狀態為第一連接狀態并施加預載；將框架的至少一個連接節點的連接狀態由第一連接狀態調整為第二連接狀態，卸除框架上的預載，以及在框架上施加荷載；基于預載，計算框架的內力，基于卸除預載及施加的荷載，分別計算框架的內力，疊加各內力，得到目標內力。采用本發明的方法，利用預內力措施，可使框架構件全長范圍的正負彎矩得到有效的消減均化，進而提高框架在結構中的受力性能和經濟性。

技術領域

本發明涉及結構工程技術領域，尤其涉及一種框架的預內力及其計算方法。

背景技術

目前，為了分析判斷框架的控制性內力，主要采用計算框架的彎矩的方式。當前，針對框架的彎矩計算，通常都是采用框架的構件間的連接狀態一次生成來承受荷載的方式來計算，根據計算出的結構來確定框架的經濟性、合理性、可行性。

然而，在實際設計和建造中發現，采用上述方式計算得到的框架的受力分布極為不均，對于框架而言，其受力，主要是彎矩對框架的構件的性能影響非常重要。即，采用上述方式計算得到的彎矩，對于框架而言，其構件的兩端與中部的彎矩幅差較大，從而導致可能需增大框架的構件截面，進而導致工程造價較高，技術建造難度較大。

發明內容

本發明實施例公開了一種框架的預內力及其計算方法，能夠有效消減均化框架的彎矩，降低框架的工程造價。

本發明提供了一種框架的預內力及其計算方法，所述框架包括第一構件和與所述第一構件連接形成連接節點的第二構件，所述方法包括

調整所述框架的至少一個連接節點的連接狀態為第一連接狀態，在所述框架上施加預載；

將所述框架的所述至少一個連接節點的連接狀態由所述第一連接狀態調整為第二連接狀態，卸除所述框架上的所述預載，以及在所述框架上施加荷載；

基于所述預載，計算所述框架在所述第一連接狀態下的內力，以及基于卸除所述預載及施加的所述荷載，分別計算所述框架在所述第二連接狀態下的內力，疊加所述框架在所述第一連接狀態下和所述第二連接狀態下的內力，得到所述框架的目標內力。

作為一種可選的實施方式，在本發明的實施例中，在所述第二連接狀態下，所述框架的該所述至少一個連接節點的連接剛度大于在所述第一連接狀態下該所述框架的該所述至少一個連接節點的連接剛度。

作為一種可選的實施方式，在本發明的實施例中，所述框架為單層框架或多層框架，且所述框架為多層框架時，當前層框架的所述第一構件與第二構件形成的連接節點的連接剛度與其他層框架的第一構件與第二構件形成的連接節點的連接剛度相同或不同。

作為一種可選的實施方式，在本發明的實施例中，所述第一連接狀態為未連接狀態、鉸接或半剛接中的任一種，所述第二連接狀態為半剛接、剛接或鉸接中的任一種。

作為一種可選的實施方式，在本發明的實施例中，所述荷載為集中荷載和/或分布荷載，所述預載為效應方向與所述荷載效應方向一致的荷載和/或作用，包括分布荷載、集中荷載、掛載、壓力、拉力、張拉、對壓、對拉、支座位移以及溫度作用中的任意一種或任意多種的組合。

作為一種可選的實施方式，在本發明的實施例中，所述框架為梁柱結構、墻梁結構或墻板結構。

與傳統計算方法相比，本發明實施例具有以下有益效果：

本發明實施例提出了框架的預內力及其計算方法，采用在兩個不同連接狀態的過程中，分別施以預載和卸除預載以及施加預載，由于預載的施加和卸除，使得框架的第一構件和第二構件的兩端與中部位置的彎矩幅差有效減少，從而使得彎矩更加均化。因此，采用本發明的方法，能夠有效消減均化框架的內力，避免內力集中在框架的第一構件和/或第二構件的局部位置，從而無需增大框架的第一構件和/或第二構件的截面，減少材料的使用，節約材料成本。