专利名称：圆煤仓环形构件最大裂缝宽度的确定方法与装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及煤仓环形构件技术领域，特别是涉及ー种圆煤仓环形构件最大裂缝宽度的确定方法与装置。
背景技术：
圆煤仓挡煤墙承受的主要荷载为煤侧压カ和温度荷载。在满仓堆煤侧压力作用下，挡煤墙混凝土构件以受轴向拉カ为主；在20°C内外温差作用下，构件以受弯为主，从数值上看，轴向拉力是弯矩的2倍以上。可见，当煤侧压カ和温度荷载同时作用时，挡煤墙结构是以轴向受拉为主，同时伴随有较大的弯矩的偏心受拉构件。在进行挡煤墙结构设计时，不仅要进行极限状态下的承载カ验算，还要进行正常使用状态下的裂缝宽度验算，而且往往是后者起控制作用，这就需要我们针对圆煤仓挡煤墙的特殊受カ特点，研究偏心受拉构件的裂缝宽度计算方法。《混凝土结构设计规范》中第7.I. 2条规定，最大裂缝宽度计算公式为
权利要求
1.ー种圆煤仓环形构件最大裂缝宽度的确定方法，其特征在于，包括步骤 只保留钢筋笼，不考虑混凝土的作用，假设截面受拉较小侧最外层钢筋的应カ为拉力，且截面应变保持为平面，求解此时的轴カ平衡方程和弯矩平衡方程，得出截面受拉较小侧和较大侧最外层钢筋的应变，若所述截面受拉较小侧最外层钢筋的应变大于O则截面受拉较小侧最外层钢筋的应カ为拉カ的假设成立，确定截面为小偏心受拉，根据所述截面受拉较大侧最外层钢筋的应变计算截面受拉较大侧最外层钢筋的应カ；若所述截面受拉较小侧最外层钢筋的应变小于O则截面受拉较小侧最外层钢筋的应カ为压力，确定截面为大偏心受拉，假定混凝土受压区的形状为三角形，求解此时的轴カ平衡方程和弯矩平衡方程，根据所得截面受拉区最外侧混凝土的理论应变和受压区最外侧混凝土的应变计算截面受拉较大侧最外层钢筋的应变，再根据所述截面受拉较大侧最外层钢筋的应变计算截面受拉较大侧最外层钢筋的应カ； 将小偏心受拉时的所述截面受拉较大侧最外层钢筋的应力，或大偏心受拉时的所述截面受拉较大侧最外层钢筋的应カ代入最大裂缝宽度的计算公式，求解圆煤仓环形构件的最大裂缝宽度。
2.根据权利要求I所述的圆煤仓环形构件最大裂缝宽度的确定方法，其特征在于，截面受拉较小侧最外层钢筋的应カ为拉カ时，轴カ平衡方程与弯矩平衡方程依次为
3.根据权利要求2所述的圆煤仓环形构件最大裂缝宽度的确定方法，其特征在干，采用高斯消去法求解截面受拉较小侧最外层钢筋的应カ为拉カ时的轴カ平衡方程与弯矩平衡方程。
4.根据权利要求2或3所述的圆煤仓环形构件最大裂缝宽度的确定方法，其特征在干，当截面为大偏心受拉时，轴カ平衡方程与弯矩平衡方程依次为
5.根据权利要求4所述的圆煤仓环形构件最大裂缝宽度的确定方法，其特征在干，采用牛顿法求解截面为大偏心受拉时的轴カ平衡方程与弯矩平衡方程。
6.ー种圆煤仓环形构件最大裂缝宽度的确定装置，其特征在于，包括 大小偏心受拉确定单元，用于只保留钢筋笼，不考虑混凝土的作用，假设截面受拉较小侧最外层钢筋的应カ为拉力，且截面应变保持为平面，求解此时的轴カ平衡方程和弯矩平衡方程，得出截面受拉较小侧和较大侧最外层钢筋的应变，若所述截面受拉较小侧最外层钢筋的应变大于O则截面受拉较小侧最外层钢筋的应カ为拉カ的假设成立,确定截面为小偏心受拉；若所述截面受拉较小侧最外层钢筋的应变小于O则截面受拉较小侧最外层钢筋的应カ为压力,确定截面为大偏心受拉； 小偏心受拉钢筋应カ确定单元，用于在截面为小偏心受拉时，根据所述截面受拉较大侧最外层钢筋的应变计算截面受拉较大侧最外层钢筋的应カ； 大偏心受拉钢筋应カ确定单元，用于在截面为大偏心受拉时，假定混凝土受压区的形状为三角形，求解此时的轴カ平衡方程和弯矩平衡方程，根据所得截面受拉区最外侧混凝土的理论应变和受压区最外侧混凝土的应变计算截面受拉较大侧最外层钢筋的应变，再根据所述截面受拉较大侧最外层钢筋的应变计算截面受拉较大侧最外层钢筋的应カ； 最大裂缝宽度确定单元，用于将所述小偏心受拉钢筋应カ确定单元所得的截面受拉较大侧最外层钢筋的应力，或者所述大偏心受拉钢筋应カ确定单元所得的截面受拉较大侧最外层钢筋的应カ代入最大裂缝宽度的计算公式，求解圆煤仓环形构件的最大裂缝宽度。
7.根据权利要求6所述的圆煤仓环形构件最大裂缝宽度的确定装置，其特征在于，所述大小偏心受拉确定单元在假设截面受拉较小侧最外层钢筋的应カ为拉カ的情况下，所求解的轴カ平衡方程和弯矩平衡方程依次为
8.根据权利要求7所述的圆煤仓环形构件最大裂缝宽度的确定装置，其特征在干，所述大小偏心拉カ确定单元还用于采用高斯消去法求解截面受拉较小侧最外层钢筋的应カ为拉カ时的轴力平衡方程与弯矩平衡方程。
9.根据权利要求7或8所述的圆煤仓环形构件最大裂缝宽度的确定装置，其特征在干，所述大偏心受拉钢筋应カ确定单元在截面为大偏心受拉时，所求解的轴カ平衡方程与弯矩平衡方程依次为
10.根据权利要求9所述的圆煤仓环形构件最大裂缝宽度的确定装置，其特征在于，所述大偏心受拉钢筋应カ确定单元还用于采用牛顿法求解截面为大偏心受拉时的轴カ平衡方程与弯矩平衡方程。
全文摘要
本发明圆煤仓环形构件最大裂缝宽度的确定方法与装置，基于《混凝土结构设计规范》的三条假定，用于求解采用特殊配筋形式的圆煤仓环形构件在偏心拉力作用下的构件裂缝宽度首先计算受拉较小侧最外层钢筋应变的大小以确定截面是小偏心受拉还是大偏心受拉，其次通过求解不同的轴力平衡方程和弯矩平衡方程，得出相应的受拉较大侧最外层钢筋的应变和应力，最后将受拉较大侧最外层钢筋的应力代入规范公式求出对应的最大裂缝宽度。本发明为圆煤仓环形构件裂缝宽度的控制、配筋量的优化等提供依据，使混凝土截面配筋、结构设计更加合理与经济。
文档编号G06F17/50GK102622493SQ20121009284
公开日2012年8月1日 申请日期2012年3月31日 优先权日2012年3月31日
发明者周玉, 尹春明, 尹谦钧, 林轶, 王日云, 陈卫, 陈添槐, 马旻 申请人:广东省电力设计研究院