[發(fā)明專利]一種非對(duì)稱翼緣H型鋼組合梁截面設(shè)計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110306389.2
• 申請(qǐng)日: 2021-03-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113051754B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-06-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 虞終軍;王建峰;華懷宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院（集團(tuán)）有限公司
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20;G06F119/02;G06F119/14
• 代理公司: 上海科盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 葉敏華

本發(fā)明涉及一種非對(duì)稱翼緣H型鋼組合梁截面設(shè)計(jì)方法，該方法包括以下步驟：首先根據(jù)當(dāng)前所處的設(shè)計(jì)階段，確定非對(duì)稱翼緣H型鋼組合梁的設(shè)計(jì)方式；之后根據(jù)確定的設(shè)計(jì)方式，結(jié)合相應(yīng)的外部設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行求解計(jì)算，以得到非對(duì)稱翼緣H型鋼組合梁截面的控制點(diǎn)，其中，控制點(diǎn)的橫坐標(biāo)為上下翼緣厚度分布比例，控制點(diǎn)的縱坐標(biāo)為非對(duì)稱翼緣H型鋼組合梁的抗彎承載力；最后基于控制點(diǎn)的橫縱坐標(biāo)數(shù)據(jù)，完成非對(duì)稱翼緣H型鋼組合梁截面的設(shè)計(jì)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明能夠根據(jù)外部設(shè)計(jì)條件的不同選擇判斷方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)非對(duì)稱翼緣H型鋼組合梁截面的精準(zhǔn)量化設(shè)計(jì)，具有經(jīng)濟(jì)性優(yōu)越、靈活性強(qiáng)、適應(yīng)性好的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種非對(duì)稱翼緣H型鋼組合梁截面設(shè)計(jì)方法。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)熱軋H型鋼截面是雙軸對(duì)稱截面，與鋼材拉壓強(qiáng)度相同的特性相適應(yīng)。鋼與混凝土組合梁是由混凝土翼板與鋼梁通過(guò)抗剪連接件組合而成的可整體受力的梁，充分利用了鋼材抗拉強(qiáng)度大和混凝土抗壓強(qiáng)度高的特點(diǎn)，上部混凝土樓板(或者共同與鋼梁上翼緣)作為受壓翼緣，下部鋼梁作為受拉翼緣，大大提高了鋼梁構(gòu)件的抗彎承載力。

為了進(jìn)一步提高組合梁的截面抗彎效率，H型鋼可以做成非對(duì)稱翼緣的形式，具有技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)越性。對(duì)于兩端鉸接的樓面普通鋼梁，尤其對(duì)于超高層結(jié)構(gòu)，樓層數(shù)多且平面基本布置對(duì)稱，連接外框架和核心筒的徑向鋼次梁是普通采用的重力傳遞系統(tǒng)，排布具有規(guī)則性和重復(fù)性，且在總體工程量中占有較大的比重，徑向鋼次梁采用非對(duì)稱翼緣H型鋼組合梁將產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟(jì)效益。但目前國(guó)內(nèi)對(duì)非對(duì)稱翼緣H型鋼組合梁的研究和應(yīng)用較少，缺少精準(zhǔn)量化的截面設(shè)計(jì)方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種非對(duì)稱翼緣H型鋼組合梁截面設(shè)計(jì)方法，以實(shí)現(xiàn)對(duì)非對(duì)稱翼緣H型鋼組合梁截面的精準(zhǔn)量化設(shè)計(jì)。

本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：一種非對(duì)稱翼緣H型鋼組合梁截面設(shè)計(jì)方法，包括以下步驟：

S1、根據(jù)當(dāng)前所處的設(shè)計(jì)階段，確定非對(duì)稱翼緣H型鋼組合梁的設(shè)計(jì)方式；

S2、根據(jù)步驟S1確定的設(shè)計(jì)方式，結(jié)合相應(yīng)的外部設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行求解計(jì)算，以得到非對(duì)稱翼緣H型鋼組合梁截面的控制點(diǎn)，其中，控制點(diǎn)的橫坐標(biāo)為上下翼緣厚度分布比例，控制點(diǎn)的縱坐標(biāo)為非對(duì)稱翼緣H型鋼組合梁的抗彎承載力；

S3、基于控制點(diǎn)的橫縱坐標(biāo)數(shù)據(jù)，完成非對(duì)稱翼緣H型鋼組合梁截面的設(shè)計(jì)。

進(jìn)一步地，所述步驟S1中設(shè)計(jì)階段包括方案階段和施工圖階段。

進(jìn)一步地，所述步驟S1的具體過(guò)程為：若當(dāng)前處于方案階段，則確定設(shè)計(jì)方式為根據(jù)鋼梁跨度進(jìn)行設(shè)計(jì)；

若當(dāng)前處于施工圖階段，則確定設(shè)計(jì)方式為根據(jù)鋼梁高進(jìn)行設(shè)計(jì)。

進(jìn)一步地，所述步驟S2具體包括以下步驟：

S21、若根據(jù)鋼梁跨度進(jìn)行設(shè)計(jì)，則獲取包括鋼梁跨度、鋼梁間距、鋼材等級(jí)、混凝土強(qiáng)度、附加恒載、活荷載和樓板厚度的外部設(shè)計(jì)參數(shù)；

若根據(jù)鋼梁高進(jìn)行設(shè)計(jì)，則獲取包括鋼梁高、目標(biāo)抗彎承載力、鋼材等級(jí)、混凝土強(qiáng)度、附加恒載、活荷載和樓板厚度的外部設(shè)計(jì)參數(shù)；

S22、若根據(jù)鋼梁跨度進(jìn)行設(shè)計(jì)，則結(jié)合鋼梁跨度以及預(yù)設(shè)的跨高比，計(jì)算得到初始梁高；結(jié)合對(duì)應(yīng)的外部設(shè)計(jì)參數(shù)，分別計(jì)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(jù)鋼梁高進(jìn)行設(shè)計(jì)，則以鋼梁高作為初始梁高，結(jié)合對(duì)應(yīng)的外部設(shè)計(jì)參數(shù)，分別計(jì)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(jù)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(jié)合構(gòu)造要求，確定初始截面尺寸以及控制參數(shù)；