【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及橋梁建造領(lǐng)域，更具體地說，它涉及一種高強度螺栓連接的組合梁剛度計算方法。
技術(shù)介紹
1、在產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的背景下，橋梁建造逐步向裝配化、產(chǎn)業(yè)化的方向發(fā)展。組合橋梁的橋面混凝土板施工一直都采用現(xiàn)澆方式，現(xiàn)場濕作業(yè)大，施工工期長，無法做到完全的裝配，是實現(xiàn)裝配建造的瓶頸。發(fā)展高強度螺栓連接的組合梁不僅可以實現(xiàn)混凝土的現(xiàn)場裝配和拆卸，更能避免栓釘焊接帶來的焊接缺陷。
2、目前規(guī)范針對組合結(jié)構(gòu)的設(shè)計均針對栓釘連接的現(xiàn)澆組合梁，尚未對螺栓連接的預(yù)制板組合梁做明確規(guī)定；
3、撓度變形控制對橋梁中栓接組合梁的設(shè)計和施工具有重要意義，其由鋼梁尺寸、螺栓直徑、螺栓個數(shù)及預(yù)拉力共同確定。栓接組合梁與栓釘組合梁的連接方式及傳力機(jī)制有很大不同，若預(yù)拉螺栓的摩擦力被克服，且栓桿尚未接觸螺栓孔壁，則該螺栓暫時退出工作，組合梁退化為變剛度梁的狀態(tài)，且低剛度段的范圍會隨荷載改變。此時的組合梁仍然具有很大的承載力，但摩擦克服和界面滑移對抗彎剛度造成的影響不可忽視。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)提供一種高強度螺栓連接的組合梁剛度計算方法，解決相關(guān)技術(shù)中無法計算變剛度組合梁撓度的技術(shù)問題。
2、本專利技術(shù)提供了一種高強度螺栓連接的組合梁剛度計算方法，包括以下步驟：
3、s100：在使用階段和施工階段出現(xiàn)的最不利荷載，計算組合梁上最不利荷載組合的標(biāo)準(zhǔn)值，同時設(shè)定跨中位移判定值[ω]；
4、s200：確定鋼梁幾何參數(shù)種群ci，螺栓剪力連接件參數(shù)種群d
5、s300：給定參數(shù)種群，計算在參數(shù)種群下的組合梁的屈服判定條件my；
6、若my＜ms，返回s300，令i＝i+1；
7、若my＞ms，進(jìn)入s400；
8、其中ms為彎矩標(biāo)準(zhǔn)值；
9、s400：計算栓釘連接的組合梁由等剛度梁退化為變剛度梁時的縱向剪力v(x)；
10、s500：計算栓釘連接的組合梁由等剛度梁退化為變剛度梁時的外荷載qf；
11、s600：用折減以后的組合梁等效剛度分段計算荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下的跨中撓度ω；
12、s610：確定界面狀態(tài)：
13、若qs＜qf，組合梁在荷載作用下全程處于等剛度梁的狀態(tài)；
14、若qs＞qf，組合梁在荷載作用下由等剛度梁退化為變剛度梁的狀態(tài)；
15、s620：根據(jù)撓度準(zhǔn)則判定：
16、跨中撓度大于跨中位移判定值，ω＞[ω]，則返回s200，令j＝j(luò)+1；
17、跨中撓度小于跨中位移判定值，ω＜[ω]，設(shè)計結(jié)束。
18、進(jìn)一步地，其中荷載組合標(biāo)準(zhǔn)值和彎矩標(biāo)準(zhǔn)值如下：
19、qs＝(h·w+d+sg+sq)；
20、
21、其中，qs為荷載組合標(biāo)準(zhǔn)值，ms為彎矩標(biāo)準(zhǔn)值，h為混凝土板厚，w為混凝土容重，d為附加的永久荷載，sg為附加恒載，sq為使用活載，l為梁的跨度長度；
22、在步驟s100中，包括以下步驟：
23、s110：荷載識別，首先需要識別作用在組合梁結(jié)構(gòu)上的各種永久荷載和可能的臨時荷載，包括結(jié)構(gòu)自重、附加永久荷載、活荷載、風(fēng)荷載、溫度荷載；
24、s120：荷載組合，根據(jù)不同的荷載工況和荷載組合規(guī)范，將已識別的永久荷載和臨時荷載進(jìn)行組合，形成一系列不同的荷載工況組合，荷載組合為：
25、∑(γi，qi)；
26、其中，qi表示第i種荷載的標(biāo)準(zhǔn)值，γi為其對應(yīng)的組合系數(shù)，不同荷載類型的組合系數(shù)根據(jù)規(guī)范確定；
27、s130：荷載內(nèi)力計算，對于每一個荷載工況組合，計算相應(yīng)的內(nèi)力效應(yīng)，包括彎矩、剪力、軸力；
28、s140：極限狀態(tài)檢查，將計算得到的內(nèi)力效應(yīng)與結(jié)構(gòu)的承載能力進(jìn)行對比，檢查是否滿足相關(guān)極限狀態(tài)的要求，包括承載力極限狀態(tài)、使用極限狀態(tài)；
29、s150：不利荷載組合識別，對于不同的設(shè)計要求，識別出對應(yīng)的最不利荷載組合；
30、s160：跨中位移判定值設(shè)定，根據(jù)規(guī)范要求或工程實際需求，設(shè)定組合梁在正常使用狀況下的允許跨中位移判定值[ω]。
31、進(jìn)一步地，根據(jù)ec，i及ed，j的數(shù)值大小排序，分別對i，j賦值；
32、i＝(hsb-(hs-2t)(b-t1))fy；
33、ed，j＝1.8d2ns；
34、其中i＝1，2，3，...，j＝1，2，3，...。
35、進(jìn)一步地，在步驟s200中，根據(jù)工程條件，設(shè)定組合梁跨度l及混凝土板厚hc為定值；
36、由h型鋼梁截面高度hs、寬度b、鋼腹板厚t1、鋼翼緣板厚t及鋼材屈服強度fy組成第一組變量ci：
37、ci＝{hs，b，t1，t，fy}；
38、由剪跨內(nèi)摩擦型高強螺栓的抗剪鍵數(shù)量為ns，剪跨內(nèi)摩擦型高強螺栓的直徑為d，螺栓預(yù)緊力為p組成第二組變量dj：
39、dj＝{ns，d，p}；
40、還需要計算幾何參數(shù)ci對應(yīng)的經(jīng)濟(jì)成本ec，i計算連接件參數(shù)dj對應(yīng)的經(jīng)濟(jì)成本ed，j，并根據(jù)所有ci和dj的組合情況列舉出來，對每一種組合計算總經(jīng)濟(jì)成本e，包括以下內(nèi)容：
41、1)計算幾何參數(shù)ci對應(yīng)的經(jīng)濟(jì)成本ec，i；
42、ec，i與混凝土和鋼材的用量、施工難度因素相關(guān)，使用如下經(jīng)驗公式進(jìn)行估算：
43、ec，i＝αcvc+αsws+βclc+βsls；
44、其中，vc和ws分別為混凝土和鋼材的用量，lc和ks分別為混凝土和鋼結(jié)構(gòu)的施工難度系數(shù)，αc，αs，βc，βs為相應(yīng)的單位成本系數(shù)；
45、2)計算連接件參數(shù)dj對應(yīng)的經(jīng)濟(jì)成本ed，j；
46、ed，j與高強度螺栓連接件的數(shù)量和型號有關(guān)，使用如下公式估算：
47、ed，j＝γ*ns*cs(d)；
48、其中，ns為高強螺栓數(shù)量，cs(d)為直徑d的單個高強螺栓成本，γ為安裝附加成本系數(shù)；
49、3)將所有ci和dj的組合情況列舉出來，對每一種組合計算總經(jīng)濟(jì)成本e：
50、e＝ec，i+ed，j；
51、根據(jù)e的大小，對所有組合方案進(jìn)行排序和編號，經(jīng)濟(jì)成本較低的方案排在前面，編號也相對較小。
52、進(jìn)一步地，在步驟s300中，設(shè)定組合種群ci及dj的初始值，剛度折減計算方法的材料，符合胡克定律，設(shè)定屈服判別條件，確定材料所有材料尚未達(dá)到屈服應(yīng)力；
53、1)計算截面產(chǎn)生的屈服矩my：
54、
55、其中fy是鋼材屈服強度，(ei)∞是等效剛度，h0為鋼梁與混凝土板的幾何形心間距；
56、本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
1.一種高強度螺栓連接的組合梁剛度計算方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強度螺栓連接的組合梁剛度計算方法，其特征在于，其中荷載組合標(biāo)準(zhǔn)值和彎矩標(biāo)準(zhǔn)值如下：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高強度螺栓連接的組合梁剛度計算方法，其特征在于，根據(jù)EC，i及ED，j的數(shù)值大小排序，分別對i，j賦值；
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高強度螺栓連接的組合梁剛度計算方法，其特征在于，在步驟S200中，根據(jù)工程條件，設(shè)定組合梁跨度L及混凝土板厚hc為定值；
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高強度螺栓連接的組合梁剛度計算方法，其特征在于，在步驟S300中，設(shè)定組合種群Ci及Dj的初始值，剛度折減計算方法的材料，符合胡克定律，設(shè)定屈服判別條件，確定材料所有材料尚未達(dá)到屈服應(yīng)力；
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高強度螺栓連接的組合梁剛度計算方法，其特征在于，在步驟S400中，鋼-混凝土界面摩擦力足以克服縱向剪力時，所有螺栓均處于摩擦階段時，各螺栓的抗剪剛度恒定為k，該參數(shù)由推出試驗確定，組合梁為等剛度梁；
7.根
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種高強度螺栓連接的組合梁剛度計算方法，其特征在于，在步驟S600中，該步驟中的實現(xiàn)過程如下：
9.一種高強度螺栓連接的組合梁剛度計算方法，用于執(zhí)行如權(quán)利要求1-8中任一所述的高強度螺栓連接的組合梁剛度計算方法中的步驟，其特征在于，包括：
10.一種存儲介質(zhì)，其特征在于，存儲有非暫時性計算機(jī)可讀指令，用于執(zhí)行如權(quán)利要求1-8中任一所述的高強度螺栓連接的組合梁剛度計算方法中的步驟。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種高強度螺栓連接的組合梁剛度計算方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強度螺栓連接的組合梁剛度計算方法，其特征在于，其中荷載組合標(biāo)準(zhǔn)值和彎矩標(biāo)準(zhǔn)值如下：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高強度螺栓連接的組合梁剛度計算方法，其特征在于，根據(jù)ec，i及ed，j的數(shù)值大小排序，分別對i，j賦值；
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高強度螺栓連接的組合梁剛度計算方法，其特征在于，在步驟s200中，根據(jù)工程條件，設(shè)定組合梁跨度l及混凝土板厚hc為定值；
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高強度螺栓連接的組合梁剛度計算方法，其特征在于，在步驟s300中，設(shè)定組合種群ci及dj的初始值，剛度折減計算方法的材料，符合胡克定律，設(shè)定屈服判別條件，確定材料所有材料尚未達(dá)到屈服應(yīng)力；
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高強度螺栓連接的組...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王春曉，邢穎，韓森，李偉，李明，王新妍，楊寧，程曉剛，武艷芝，王昊，
申請(專利權(quán))人：中鐵十八局集團(tuán)建筑安裝工程有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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