带加强结构箱梁的剪力滞估测方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115828693A(43)申请公布日2023.03.21(21)申请号202211554235.6(22)申请日2022.12.06(71)申请人湖北工程学院地址432000湖北省孝感市孝南区交通大道272号(72)发明人伍彩黄俊舟路亚妮罗明星(74)专利代理机构武汉科皓知识产权代理事务所(特殊普通合伙)42222专利代理师张辰(51)Int.Cl.G06F30/23(2020.01)G06F30/17(2020.01)G06F30/13(2020.01)G06F17/13(2006.01)G06F119/14(2020.01)权利要求书5页说明书14页附图8页(54)发明名称带加强结构箱梁的剪力滞估测方法(57)摘要本发明提出一种带加强结构箱梁的剪力滞估测方法，包括以下步骤：S10：基于比拟杆法对箱梁建立结构模型，将加强结构的面积分配至模拟杆及模拟板，并输出模拟杆的等效面积及模拟板的等效厚度；S20：对模拟杆建立受力平衡方程及变形协调方程，输出剪切流的微分方程；S30：根据剪切流的微分方程，输出模拟杆的剪切流及加强结构的剪切流；S40：输出模拟杆的应力。本申请的带加强结构箱梁的剪力滞估测方法，通过将加强结构折算入模拟杆与模拟板的方式，解决了传统比拟杆法无法处理加强结构结构的缺陷，具有适用范围广、可用于指导工程设计的有益效果。CN115828693ACN115828693A权利要求书1/5页1.一种带加强结构箱梁的剪力滞估测方法，其特征在于，包括：S10：基于比拟杆法对箱梁建立结构模型，将加强结构的面积分配至模拟杆及模拟板，并输出模拟杆的等效面积及模拟板的等效厚度；S20：对模拟杆建立受力平衡方程及变形协调方程，输出剪切流的微分方程；S30：根据剪切流的微分方程，输出模拟杆的剪切流及加强结构的剪切流；S40：输出模拟杆的应力。2.如权利要求1所述的带加强结构箱梁的剪力滞估测方法，其特征在于，所述步骤S10中，包括：将加强结构面积的一半分别分配至模拟杆与模拟板。3.如权利要求2所述的带加强结构箱梁的剪力滞估测方法，其特征在于，所述加强结构为梗腋。4.如权利要求3所述的带加强结构箱梁的剪力滞估测方法，其特征在于，所述步骤S10中，包括：通过式(1)计算顶板上模拟杆中梗腋的惯性矩Itop：通过式(2)计算顶板上每个模拟杆的附加面积ΔA1：基于所述顶板与所述底板的弯曲应力相等，计算顶板的等效面积Aeu和底板的等效面积Aeb：Aeu＝2λ1twH+β1at1+r1a4h(3)Aeb＝2λ2twH+β2bt2(4)计算顶板的等效厚度teu及底板的等效厚度teb：teb＝β2t2(6)其中，a4、h分别为梗腋的宽度和高度，a和b分别是顶板和底板的长度，h1和h2分别表示横截面质心到顶板中心线和底板中心线的距离，H是顶板中心线到底板中心线的距离，t1,t2和tw分别是顶板、底板和腹板的厚度，λ1、λ2分别为腹板的上、下翼缘板面积，β1、β2分别为顶板与底板的高度，r1、r2分别为上、下翼缘板的等效系数。5.如权利要求4所述的带加强结构箱梁的剪力滞估测方法，其特征在于，所述步骤S10中，包括：将所述结构模型划分为18个模拟杆，所述顶板包括13个，所述底板包括5个，Ai为第i个所述模拟杆的等效面积，通过下式计算：2CN115828693A权利要求书2/5页A15＝A16＝A17＝ar3teb(12)其中，ar1为顶板左右悬臂内每两根相邻模拟杆的间距，ar2为顶板中部每两根相邻模拟杆的间距，ar3为底板每两根相邻模拟杆的间距。6.如权利要求5所述的带加强结构箱梁的剪力滞估测方法，其特征在于，所述步骤S20中，包括：选取第1至7、14至16号模拟杆建立受力平衡方程：其中，qe是第e个模拟板的剪切流，qEl表示第l个腹板的剪切流，Fi表示第i个模拟杆的轴3CN115828693A权利要求书3/5页力，将左梗腋平均分配至第4、6个模拟杆并视为两个加劲肋、两个加劲肋的剪切流分别用qr3与qr4表示；计算第e个模拟板的剪切变形γe：其中，ui和ui+1分别为第i个和第i+1个模拟杆的纵向位移，Δx为模拟板长度的微分单元，Di为模拟板宽度的微分单元，εi和εi+1分别为第i个和第i+1个模拟杆的应变，σi和σi+1分别为第i个和第i+1个模拟杆的应力，E表示材料的杨氏模量；根据模拟板的剪切流与模拟板的剪切应变的关系构建下式：qe＝γeteuG(24)其中，G为材料的剪切模量；将式(24)带入式(23)，输出下式：由式(27)输出下式：将受力平衡方程带入式(28)，输出下列微分方程：4CN115828693A权利要求书4/5页其中，7.如权利要求6所述的带加强结构箱梁的剪力滞估测方法，其特征在于，