[發明專利]一種次生自反力結構的預反力及其計算方法

在審

• 申請號: 201910750973.X
• 申請日: 2019-08-14
• 公開（公告）號: CN112446121A
• 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: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;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

一種次生自反力結構的預反力及其計算方法，包括調整次生自反力結構的對稱支座節點處的連接狀態為第二連接狀態，計算次生自反力結構的荷載；解除次生自反力結構的對稱支座節點處的全部或部分約束，使其調整至第一連接狀態，在次生自反力結構上施加預載；添加全部或部分約束，直至次生自反力結構的對稱支座節點處調整至第二連接狀態，卸除預載及在次生自反力結構上施加荷載；基于預載計算次生自反力結構的反力，基于卸除預載及施加的荷載計算次生自反力結構的反力，疊加上述各反力得到目標反力。采用本發明的方法，能夠有效減少次生自反力結構的次生反力及均化其受到的其他內力，從而使結構能更好地發揮其性能。

技術領域

本發明涉及結構工程技術領域，尤其涉及一種次生自反力結構的預反力及其計算方法。

背景技術

在實際工程應用中，為了分析確定結構構件在結構中的合理性及結構可行性，通常通過計算結構構件在結構中承受的荷載作用下的受力(包括反力、內力、位移、變形、應力及應變等)來判斷。

次生自反力結構是指拱、拱架等之類的結構在其對稱支座連接處存在與所受荷載方向垂直的，表現為與荷載無關的成對支座反力，成對的支座反力，大小相同，方向相反，自相平衡，故稱為次生自反力結構。傳統的次生自反力結構的支座連接方式通常有兩種形式：鉸接和剛接，且制作鉸接或剛接時，情其連接剛度一次生成，基于此計算結構的受力。也就是說，結構構件的支承狀態是一次生成的單一狀態，且在單一狀態下承受全載。采用這種方式，在荷載作用下產生的支座次生自反力，也就是結構構件傳給支承的作用力，往往幅值很大，且分布不均。由于次生自反力結構構件的這種次生反力較大，容易導致次生自反力結構的支承體經濟性較差，甚至出現誤判結構不可行，貽誤工程的情況。

發明內容

本發明實施例公開了一種次生自反力結構的預反力及其計算方法，能夠有效均化次生自反力結構受到的反力，從而無需加大或加厚處理，降低結構設計難度，有利于施工推廣使用。

本發明提供了一種次生自反力結構的預反力及其計算方法，包括：

計算所述次生自反力結構所要承受的荷載；

解除所述次生自反力結構的兩對稱支座的約束，以使所述次生自反力結構的兩對稱支座在解除所述約束后為第一連接狀態，在所述次生自反力結構上施加預載；

在所述次生自反力結構的兩對稱支座添加不少于解除的所述約束個數的約束，以使所述次生自反力結構的兩對稱支座由所述第一連接狀態調整為所述第二連接狀態，卸除所述預載以及在所述次生自反力結構上施加所述荷載；

基于所述預載計算所述次生自反力結構在所述第一連接狀態下的反力，基于卸除所述預載以及施加的所述荷載計算所述次生自反力結構在所述第二連接狀態下的反力，以及疊加所述第一連接狀態下的反力以及第二連接狀態下的反力得到目標反力。

作為一種可選的實施方式，在本發明實施例中，所述荷載為集中荷載和/或均布荷載，所述預載為效應方向與所述荷載效應方向一致的荷載及作用，所述預載包括分布荷載、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，在本發明實施例中，所述荷載為q，所述預載為p，其中，p/q＜μ，μ為預載系數，且μ≤1。

作為一種可選的實施方式，在本發明實施例中，

所述解除所述次生自反力結構的兩對稱支座的全部或部分約束，以使所述次生自反力結構在解除所述約束后為第一連接狀態，在所述次生自反力結構上施加預載，包括：

調整所述次生自反力結構的兩對稱支座的連接狀態為傳統連接狀態；

計算所述次生自反力結構的兩對稱支座在所述傳統連接狀態下的所述約束的個數；

根據所述約束的個數在所述次生自反力結構的兩對稱支座解除所述全部或部分約束；