s= 2356kN . m2,计算该拱架的屈服承载力。
[0044] 本发明较佳的【具体实施方式】是：
[0045] 1、赋初始值
[0046] 在拱架所受荷载未知的情况下，初始荷载q。是指在进行第一步计算时，施加在拱 架上的荷载；荷载步距A q是指在进行下一步计算时，比上一步计算时施加在拱架上的荷 载的增量，荷载步距A q越小则计算精度越高；控制界面数量t是指，在拱架上取出的截面 的个数，所述的截面内力计算结果是评判拱架是否达到承载力的基础数据，控制截面t越 大则计算精度越高。
[0047] 通过预判给拱架施加略小于屈服荷载的初始荷载9(1= 90kN/m，A q = 0. IkN/m，t =41。上述赋值的含义为该拱架施加为均布荷载，荷载值的大小为90kN/m，而后计算步每 增加一步，荷载增加0. IkN/m，拱架上的控制截面数量为41个。
[0048] 2、计算内力
[0049] (1)力学计算模型建立
[0050] 首先，将拱架等效为沿拱架轴屯、的线，其形状可W是圆形、楠圆形、直腿半圆形、马 蹄形、=屯、拱型等多种；计算模型的尺寸由拱架轴线的几何参数决定，w直腿半圆形拱架为 例，计算模型的尺寸可由圆弧部分的半径R和直腿部分的高度H进行描述。
[0051] 其次，给等效而成的线赋力学参数，计算模型的力学参数主要指其截面刚度EI，EI 可通过拱架的截面参数由相关规范确定。此时，拱架也就等效为沿拱架轴屯、的刚度为EI的 线。
[0052] 第=，根据设计的具体情况，将拱架端点的约束简化为较支、固定端、滑动等支座。 如可将直腿半圆形拱架的两个端点A和B分别简化为较支支座，即可W转动但不可水平和 横向移动。
[0化3] 第四，将作用于拱架上的荷载简化为符合一定函数表达的公式，W直腿半圆形拱 架为例，可表示为q(h，丫），其中，荷载q是与截面位置有关的量，h为直腿部分高度，丫为 研究截面与水平面的夹角，如图3所示。具体的简化形式由现场拱架实际受力情况或设计 要求决定。均布荷载是一种较为常用的荷载简化方式。
[0化4] 如图3所示，该图是经过上述简化之后的某直腿半圆形拱架的力学计算模型。
[0055] 第五，对拱架力学计算模型进行赋初始值，在拱架所受荷载未知的情况下，预设拱 架施加的初始荷载q。、荷载步距A q和控制截面数量t，令i = 1，j = 0,其中i为大于等于 1且小于等于t的整数，j为自然数。
[0化6] W拱架为直腿半圆形的实施例，首先将拱架等效为沿拱架轴屯、的线，计算模型的 尺寸可由圆弧部分的半径R = 2800mm和直腿部分的高度H = 1650mm进行描述；其次，给 等效而成的线赋截面刚度EI = 2356kNm2;第=，将直腿半圆形拱架的两个端点A和B分 别简化为较支支座，即可W转动但不可水平和横向移动；第四，将作用于拱架上的荷载简化 q〇i，0) = q，即为均布荷载。
[0化7] 图3是经过上述简化之后的某直腿半圆形拱架的力学计算模型。支座反力Fax、Fay 分别表示A点的水平反力和竖直反力。
[00郎]似支座反力求解
[0化9] 在得到拱架的力学计算模型后，分析可知为一次超静定结构，可采用力法求解多 余未知力Fax。
[0060] 力法方程为： 闺]5iiFax+A"=0 (1)
[006引其中，
【主权项】
1. 一种钢管混凝±拱架承载力确定方法，其特征在于，包括w下步骤： 步骤（1);建立钢管混凝±拱架的力学计算模型，从拱架上取出的截面为控制截面S， 预设其数量的个数为t，其中t为正整数； 步骤（2);计算第i个控制截面Si的内力，其中1《i《t ; 步骤（3);根据正偏屯、判据和负偏屯、判据来判断拱架的控制截面Si是否达到极限承载 力； 步骤（4);求解钢管混凝±拱架的承载力，所述钢管混凝±拱架的承载力为在拱架上 首次出现的控制截面Si所达到的极限承载力；若控制截面S i达到极限承载力，则钢管混凝 上拱架的承载力Qy为： Qy= / q yds 其中，q,为控制截面s i上的载荷。
2. 如权利要求1所述的一种钢管混凝±拱架承载力确定方法，其特征在于，所述步骤 (3)中正偏屯、判据的判断过程为： 若n; > [n J成立，则控制截面Si的内力值代入判据表达式f (n。叫)<1判断是否成立， 若不成立，则控制截面Si达到极限承载力，若成立，则控制截面S i未达到极限承载力； 若[n J不成立，则截面Si的内力值代入判据表达式f' (n。叫)<1判断是否成立， 若不成立，则控制截面Si达到极限承载力，若成立，则控制截面S i未达到极限承载力； 其中，叫为截面S i的轴力因数，为截面S i所受轴力N与极限轴力Nu。之比；m i为截面S i 的弯矩因数，为截面S厮受轴力M与极限轴力M ue之比；[n J = 2 n。，为正偏屯、时的容许轴 力因数；e。是与约束效应系数C有关的系数。
3. 如权利要求1所述的一种钢管混凝±拱架承载力确定方法，其特征在于，所述步骤 (3)中负偏屯、判据的判断过程为： 若[nj成立，则控制截面Si的内力值代入判据表达式h(n^mi)<l判断是否成立， 若不成立，则控制截面Si达到极限承载力，若成立则控制截面S i未达到极限承载力； 若[nj不成立，则控制截面Si的内力值代入判据表达式h' (11。叫)<1判断是否 成立，若不成立，则控制截面Si达到极限承载力，若成立则控制截面S i未达到极限承载力； 其中，[rv] = 2A n。，为负偏屯咐的容许轴力因数；A为负偏屯、判据系数，一般取 1. 0 ?1. 1。
4. 如权利要求2所述的一种钢管混凝±拱架承载力确定方法，其特征在于，所述的判 据表达式f(n。叫）的计算公式为： f (叫，nii)=叫+a ? 0 m ? Mi 其中，0m为等效弯矩系数，取e m为1.0 ;a是与e。、5有关的系数；e。、5是与写有 关的系数a为约束效应系数。
5. 如权利要求2所述的一种钢管混凝±拱架承载力确定方法，其特征在于，所述的判 据表达式h(n。叫）的计算公式为： h (n。nii) = A rii+A a . 0 m . 其中，丫为负偏屯、判据系数，一般取1.0?1.1。
6. 如权利要求3所述的一种钢管混凝±拱架承载力确定方法，其特征在于，所述的判 据表达式f'相，叫）的计算公式为： f，（n。nii) = -b ?叫2-〇 ?叫+ 0 m ? Mi 其中，b和c是与e。、5有关的系数；e。、5是与C有关的系数a为约束效应系数。
7. 如权利要求3所述的一种钢管混凝±拱架承载力确定方法，其特征在于，所述的判 据表达式h'相，叫）的计算公式为： h'（n。叫）=-入 b ?叫2-入 C ?叫+ 入 0 m ? ffij 其中，b和c是与e。、5有关的系数；e。、5是与C有关的系数a为约束效应系数。
8. 如权利要求1所述的一种钢管混凝±拱架承载力确定方法，其特征在于，所述钢管 混凝±拱架的控制截面的形状为圆形或方形或U形。
【专利摘要】本发明公开了一种钢管混凝土拱架承载力确定方法，包括以下步骤：步骤(1)：建立钢管混凝土拱架的力学计算模型，从拱架上取出的截面为控制截面S，预设其数量的个数为t；步骤(2)：计算第i个控制截面Si的内力，其中1≤i≤t；步骤(3)：根据正偏心判据和负偏心判据来判断拱架的控制截面Si是否达到极限承载力；步骤(4)：求解钢管混凝土拱架的承载力，所述钢管混凝土拱架的承载力为在拱架上首次出现的控制截面Si所达到的极限承载力；若控制截面Si达到极限承载力，则钢管混凝土拱架的承载力Qy为：Qy＝∫qyds，qy为控制截面Si上的载荷。
【IPC分类】G06F19-00
【公开号】CN104537274
【申请号】CN201510034072
【发明人】李为腾, 梅玉春, 王书庆, 张浩杰, 李建伟
【申请人】山东科技大学
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2015年1月22日