[發明專利]一種矩形箱梁抗扭斷面的優選方法

在審

• 申請號: 202010877195.3
• 申請日: 2020-08-27
• 公開（公告）號: CN112131631A
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 甘亞南;尹明干;石飛停;杜玉兵
• 申請（專利權）人: 鹽城工學院
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F30/23;G06F119/14
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 田凌濤

1.一種矩形箱梁抗扭斷面的優選方法，其特征在于，方法包括如下步驟：

步驟1、針對一組矩形箱梁，分別獲得各矩形箱梁翼板所對應的長度B、矩形箱梁的高度h、矩形箱梁的腹板厚度t_w、矩形箱梁上翼板厚度t₁和下翼板厚度t₂，進而計算各矩形箱梁閉口斷面的壁厚中心線所圍2倍的面積Ω；

步驟2、分別針對各矩形箱梁，根據各矩形箱梁的剪切彈性模量G、楊氏彈性模量E、扭轉常數J_k、矩形截面扇形慣性矩I_ω、矩形箱梁繞剪切中心的扭轉角θ(x)，進而計算各矩形箱梁的剪應力τ：

其中，T＝GJ_kθ'(x)-EI_ωθ”'(x)，θ'(x)為θ(x)的一階求導，θ”'(x)為θ(x)的三階求導，t表示計算位置處矩形箱梁的壁厚；

步驟3、比較根據步驟2獲取的各矩形箱梁剪應力τ的大小，選擇剪應力τ最小的矩形箱梁的斷面作為優選的矩形箱梁抗扭斷面。

2.根據權利要求1所述的矩形箱梁抗扭斷面的優選方法，其特征在于，在步驟1中，矩形箱梁閉口斷面的壁厚中心線所圍2倍面積Ω的計算公式為：

其中，B表示矩形箱梁翼板的長度、h表示矩形箱梁的高度、t_w表示矩形箱梁的腹板厚度、t₁和t₂分別表示矩形箱梁的上翼板厚度和下翼板厚度。

3.根據權利要求1所述的矩形箱梁抗扭斷面的優選方法，其特征在于，在步驟2中，按如下公式：

獲得矩形箱梁繞剪切中心的扭轉角θ(x)，其中，c₁、c₂、c₃、c₄為常系數；x為以矩形箱梁截面剪心為原點，通過矩形箱梁截面剪心的軸向坐標；sh為雙曲正弦函數，ch為雙曲余弦函數；η則為關于θ(x)特征方程解的系數。

4.根據權利要求3所述的矩形箱梁抗扭斷面的優選方法，其特征在于，所述常系數c₁、c₂、c₃、c₄根據θ(x)的表達式和如下所示的邊界條件求?。?/p>

其中，l為矩形箱梁通過矩形箱梁截面剪心的軸向長度，T_x(x)為矩形箱梁在x處的截面扭矩。