一种预应力混凝土梁剪切斜裂缝角度计算方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种预应力混凝土梁剪切斜裂缝角度计算方法及系统，包括：获取待测预应力混凝土梁的配箍率、箍筋屈服强度、混凝土圆柱体抗压强度以及剪跨比参数，基于预应力混凝土梁斜裂缝倾角计算模型，得到预应力混凝土梁剪切斜裂缝角度；其中，所述预应力混凝土梁斜裂缝倾角计算模型的确定过程包括：获取预应力混凝土梁剪切斜裂缝样本数据；选定预应力混凝土梁斜裂缝倾角计算公式作为贝叶斯先验模型；结合贝叶斯理论，对贝叶斯先验模型进行更新；计算更新后的贝叶斯先验模型中的未知系数值，得到预应力混凝土梁斜裂缝倾角计算模型。本发明专利技术提高了斜裂缝预测的精度，更适用于预应力混凝土梁的斜裂缝倾角预测计算。凝土梁的斜裂缝倾角预测计算。凝土梁的斜裂缝倾角预测计算。

【技术实现步骤摘要】
一种预应力混凝土梁剪切斜裂缝角度计算方法及系统


[0001]本专利技术涉及桥梁工程
，尤其涉及一种预应力混凝土梁剪切斜裂缝角度计算方法及系统。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]对预应力混凝土梁的抗剪试验研究，首先面对的具体问题就是试验变量多，试件加工更为复杂；例如，剪跨比、纵筋配筋率、配箍率、混凝土强度和预应力度(轴向压力)、截面形状、预应力筋的配筋率、张拉方式及预应力筋的布置等。而预应力混凝土梁的临界斜裂缝倾角(梁受剪切荷载作用产生的主斜裂缝倾角)严重影响抗剪承载能力的计算结果；比如：斜裂缝倾角不同，裂缝穿过的箍筋数量会不一样；斜裂缝的倾角同样影响斜裂缝面上的混凝土骨料咬合力的计算结果。
[0004]预应力混凝土梁的剪切斜裂缝倾角，即在荷载作用下，预应力混凝土梁的剪跨段产生由梁底竖向裂缝沿主压应力轨迹线向上延申发展而成斜裂缝，其中一条发展成为主斜裂缝(又称临界斜裂缝)。此裂缝与水平面的夹角即为预应力混凝土梁的剪切斜裂缝倾角。
[0005]目前，对于剪切斜裂缝倾角的大小，尚没有统一的检测手段；每个国家都有自己的计算模型，这些模型的计算结果差异较大，准确率无法保证。

技术实现思路

[0006]为了解决上述问题，本专利技术提出了一种预应力混凝土梁剪切斜裂缝角度计算方法及系统，引入马尔科夫链
‑
蒙特卡洛(MCMC)高效采样方法，选定已有的预应力混凝土梁斜裂缝倾角计算公式作为贝叶斯先验模型，通过收集剪切斜裂缝数据建立修正的斜裂缝倾角计算模型，同时考虑箍筋配筋率、箍筋强度、混凝土抗压强度、剪跨比和有效预应力等参数，提出预应力混凝土梁剪切斜裂缝倾角贝叶斯后验模型，计算得到斜裂缝角度。
[0007]在一些实施方式中，采用如下技术方案：
[0008]一种预应力混凝土梁剪切斜裂缝角度计算方法，包括：
[0009]获取待测预应力混凝土梁的配箍率、箍筋屈服强度、混凝土圆柱体抗压强度以及剪跨比参数，基于预应力混凝土梁斜裂缝倾角计算模型，得到预应力混凝土梁剪切斜裂缝角度；
[0010]其中，所述预应力混凝土梁斜裂缝倾角计算模型的确定过程包括：
[0011]获取预应力混凝土梁剪切斜裂缝样本数据；选定预应力混凝土梁斜裂缝倾角计算公式作为贝叶斯先验模型；
[0012]分别确定预应力对斜裂缝角度的影响系数、钢筋强度变异系数、混凝土强度变异系数和剪跨比的影响系数；结合贝叶斯理论，对贝叶斯先验模型进行更新；
[0013]计算更新后的贝叶斯先验模型中的未知系数值，得到预应力混凝土梁斜裂缝倾角
计算模型。
[0014]可选的，选定预应力混凝土梁斜裂缝倾角计算公式作为贝叶斯先验模型，具体过程为：
[0015]利用获取的预应力混凝土梁剪切斜裂缝样本数据，对已知的预应力混凝土梁斜裂缝倾角计算公式进行验证比较，选取计算结果最准确的公式作为贝叶斯先验模型。
[0016]在另一些实施方式中，采用如下技术方案：
[0017]一种预应力混凝土梁剪切斜裂缝角度计算系统，包括：
[0018]数据获取模块，用于获取待测预应力混凝土梁的配箍率、箍筋屈服强度、混凝土圆柱体抗压强度以及剪跨比参数；
[0019]裂缝角度计算模块，用于基于预应力混凝土梁斜裂缝倾角计算模型，得到预应力混凝土梁剪切斜裂缝角度；
[0020]其中，所述预应力混凝土梁斜裂缝倾角计算模型的确定过程包括：
[0021]获取预应力混凝土梁剪切斜裂缝样本数据；选定预应力混凝土梁斜裂缝倾角计算公式作为贝叶斯先验模型；
[0022]分别确定预应力对斜裂缝角度的影响系数、钢筋强度变异系数、混凝土强度变异系数和剪跨比的影响系数；结合贝叶斯理论，对贝叶斯先验模型进行更新；
[0023]计算更新后的贝叶斯先验模型中的未知系数值，得到预应力混凝土梁斜裂缝倾角计算模型。
[0024]在另一些实施方式中，采用如下技术方案：
[0025]一种终端设备，其包括处理器和存储器，处理器用于实现各指令；存储器用于存储多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行上述的预应力混凝土梁剪切斜裂缝角度计算方法。
[0026]在另一些实施方式中，采用如下技术方案：
[0027]一种计算机可读存储介质，其中存储有多条指令，所述指令适于由终端设备的处理器加载并执行上述的预应力混凝土梁剪切斜裂缝角度计算方法。
[0028]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0029](1)本专利技术在先验模型的基础上，增加了考虑箍筋配筋率、箍筋强度、混凝土抗压强度、剪跨比、有效预应力等参数，对斜裂缝倾角计算公式进行修正，提高了斜裂缝预测的精度，更适用于预应力混凝土梁的斜裂缝倾角预测计算。
[0030](2)本专利技术引入Naaman提出的PPR指标来确定预应力对斜裂缝角度的影响系数，并且对PPR指标进行修正，使其能够体现初始有效预应力的影响。
[0031]本专利技术的其他特征和附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本方面的实践了解到。
附图说明
[0032]图1为本专利技术实施例中先验公式计算结果；
[0033]图2(a)
‑
(e)为本专利技术实施例中模型参数k1、k2、k3、k4和整体误差的模拟轨迹图和后验密度图；
[0034]图3为本专利技术实施例中已有文献样本预测值和试验值比值；
[0035]图4(a)
‑
(d)为本专利技术实施例中模型选取的试验梁跨径分别为10m、13m、16m和20m的横截面示意图；
[0036]图5为本专利技术实施例中试验梁预测值和试验值比值。
具体实施方式
[0037]应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本专利技术使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0038]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0039]实施例一
[0040]在一个或多个实施方式中，公开了一种预应力混凝土梁剪切斜裂缝角度计算方法，主要包括如下过程：
[0041]获取待测预应力混凝土梁的配箍率、箍筋屈服强度、混凝土圆柱体抗压强度以及剪跨比参数，基于预应力混凝土梁斜裂缝倾角计算模型，得到预应力混凝土梁剪切斜裂缝角度。
[0042]具体地，预应力混凝土梁斜裂缝倾角计算模型的确定过程具体包括以下步骤：
[0043](1)获取预应力混凝土梁剪切斜裂缝样本数据；
[0044]本实施例中，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种预应力混凝土梁剪切斜裂缝角度计算方法，其特征在于，包括：获取待测预应力混凝土梁的配箍率、箍筋屈服强度、混凝土圆柱体抗压强度以及剪跨比参数，基于预应力混凝土梁斜裂缝倾角计算模型，得到预应力混凝土梁剪切斜裂缝角度；其中，所述预应力混凝土梁斜裂缝倾角计算模型的确定过程包括：获取预应力混凝土梁剪切斜裂缝样本数据；选定预应力混凝土梁斜裂缝倾角计算公式作为贝叶斯先验模型；分别确定预应力对斜裂缝角度的影响系数、钢筋强度变异系数、混凝土强度变异系数和剪跨比的影响系数；结合贝叶斯理论，对贝叶斯先验模型进行更新；计算更新后的贝叶斯先验模型中的未知系数值，得到预应力混凝土梁斜裂缝倾角计算模型。2.如权利要求1所述的一种预应力混凝土梁剪切斜裂缝角度计算方法，其特征在于，选定预应力混凝土梁斜裂缝倾角计算公式作为贝叶斯先验模型，具体过程为：利用获取的预应力混凝土梁剪切斜裂缝样本数据，对已知的预应力混凝土梁斜裂缝倾角计算公式进行验证比较，选取计算结果最准确的公式作为贝叶斯先验模型。3.如权利要求1所述的一种预应力混凝土梁剪切斜裂缝角度计算方法，其特征在于，所述预应力对斜裂缝角度的影响系数，基于钢绞线的截面面积、钢绞线初始预应力、受拉钢筋的截面面积以及受拉钢筋的屈服应力来确定。4.如权利要求1所述的一种预应力混凝土梁剪切斜裂缝角度计算方法，其特征在于，所述结合贝叶斯理论，对贝叶斯先验模型进行更新，具体为：其中，h1(x)＝f
v
/f
′
c
，h2(x)＝m，h3(x)＝P
R
，h4(x)为常数项，f
v
为箍筋屈服强度，f
′
c
为混凝土圆柱体抗压强度，m为剪跨比，P
R
为预应力对斜裂缝角度的影响系数；k
i
为待确定的系数，σ表示模型进行修正后仍存在的误差，ε表示N(0,1)正态随机变量。5.如权利要求1所述的一种预应力混凝土梁剪切斜裂缝角度计算方法，其特征在于，所述更新后的贝叶斯先验模型具体为：ω＝ρ
v
f
v
/f
′
c
其中，ρ
...

【专利技术属性】
技术研发人员：周勇，张峰，田迎军，赵国浩，孙志平，高磊，于淼，赵庆超，
申请(专利权)人：山东高速建设管理集团有限公司，
类型：发明
国别省市：