[發明專利]一種非對稱翼緣H型鋼組合梁截面設計方法

有效

• 申請號: 202110306389.2
• 申請日: 2021-03-23
• 公開（公告）號: CN113051754B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 虞終軍;王建峰;華懷宇
• 申請（專利權）人: 同濟大學建筑設計研究院（集團）有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F119/02;G06F119/14
• 代理公司: 上?？剖⒅R產權代理有限公司 31225
• 代理人: 葉敏華

1.一種非對稱翼緣H型鋼組合梁截面設計方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、根據當前所處的設計階段，確定非對稱翼緣H型鋼組合梁的設計方式；

S2、根據步驟S1確定的設計方式，結合相應的外部設計參數進行求解計算，以得到非對稱翼緣H型鋼組合梁截面的控制點，其中，控制點的橫坐標為上下翼緣厚度分布比例，控制點的縱坐標為非對稱翼緣H型鋼組合梁的抗彎承載力；

S3、基于控制點的橫縱坐標數據，完成非對稱翼緣H型鋼組合梁截面的設計；

所述步驟S1中設計階段包括方案階段和施工圖階段；

所述步驟S1的具體過程為：若當前處于方案階段，則確定設計方式為根據鋼梁跨度進行設計；

若當前處于施工圖階段，則確定設計方式為根據鋼梁高進行設計；

所述步驟S2具體包括以下步驟：

S21、若根據鋼梁跨度進行設計，則獲取包括鋼梁跨度、鋼梁間距、鋼材等級、混凝土強度、附加恒載、活荷載和樓板厚度的外部設計參數；

若根據鋼梁高進行設計，則獲取包括鋼梁高、目標抗彎承載力、鋼材等級、混凝土強度、附加恒載、活荷載和樓板厚度的外部設計參數；

S22、若根據鋼梁跨度進行設計，則結合鋼梁跨度以及預設的跨高比，計算得到初始梁高；結合對應的外部設計參數，分別計算得到施工階段的組合梁彎矩和剪力、使用階段的組合梁彎矩和剪力；

若根據鋼梁高進行設計，則以鋼梁高作為初始梁高，結合對應的外部設計參數，分別計算得到施工階段的組合梁彎矩和剪力、使用階段的組合梁彎矩和剪力；

S23、根據初始梁高、施工階段的組合梁彎矩和剪力、使用階段的組合梁彎矩和剪力，結合構造要求，確定初始截面尺寸以及控制參數；

S24、基于初始截面尺寸以及控制參數，通過迭代計算，求解得到滿足參數控制要求的非對稱翼緣H型鋼組合梁截面的控制點；

所述施工階段的組合梁彎矩具體為：

q_A＝0.9·G·(1.3·H·W+1.5L_A)

其中，M_A為施工階段的組合梁彎矩，q_A為施工階段的荷載作用效應，l為鋼梁跨度，G為鋼梁間距，H為樓板厚度，W為混凝土的容重，L_A為施工活載；

所述施工階段的剪力具體為：

其中，V_A為施工階段的剪力；

所述使用階段的組合梁彎矩具體為：

q_B＝G·(1.3·H·W+1.3·L_BY+1.5L_B)

其中，M_B為使用階段的組合梁彎矩，q_B為使用階段的荷載作用效應，l為鋼梁跨度，G為鋼梁間距，H為樓板厚度，W為混凝土的容重，L_BY為附加恒載，L_B為使用活載；

所述使用階段的剪力具體為：

其中，V_B為施工階段的剪力。

2.根據權利要求1所述的一種非對稱翼緣H型鋼組合梁截面設計方法，其特征在于，所述初始截面尺寸包括鋼梁高度、鋼梁翼緣寬度、鋼梁腹板厚度和上下翼緣厚度，所述控制參數包括組合梁設計彎矩、組合梁設計剪力以及組合梁施工階段與使用階段作用效應比值。

3.根據權利要求2所述的一種非對稱翼緣H型鋼組合梁截面設計方法，其特征在于，所述組合梁設計彎矩即為使用階段的組合梁彎矩，所述組合梁設計剪力即為使用階段的剪力，所述組合梁施工階段與使用階段比值具體為施工階段的組合梁彎矩與使用階段的組合梁彎矩的比值。

4.根據權利要求2所述的一種非對稱翼緣H型鋼組合梁截面設計方法，其特征在于，所述步驟S24的迭代求解的具體過程為：

S241、根據施工階段與使用階段的荷載作用效應比值，確定組合梁兩階段承載力比限值，并將大于此限值的區域設定為滿足組合梁兩階段承載力比要求的上翼緣厚度百分比范圍；

S242、查找抗彎承載力曲線在上翼緣厚度百分比范圍區域內的極大值點，并獲得該極大值點的縱坐標數據；

S243、若該極大值點的縱坐標數據滿足參數控制要求，則該極大值點即為控制點，否則返回步驟S241。

5.根據權利要求4所述的一種非對稱翼緣H型鋼組合梁截面設計方法，其特征在于，所述步驟S243中參數控制要求具體為：極大值點的縱坐標數據大于或等于組合梁設計彎矩。