钢筋混凝土结构预应力施工至使用全过程分析方法技术

本发明专利技术公开了一种钢筋混凝土结构预应力施工至使用全过程分析方法，涉及结构工程技术领域，可得到结构施工至使用的全过程中的结构内力变形效应，为结构设计的安全性提供保障。所述方法包括：对钢筋混凝土结构进行整体结构施工至使用阶段全过程模拟；对预应力锚夹具及索体松弛进行全过程分析模拟，计算某一时刻t时松弛效应引起的第一预应力损失值；对混凝土的徐变、收缩效应进行全过程分析模拟，计算所述时刻t时混凝土徐变、收缩效应分别引起的第二预应力损失值和第三预应力损失值；根据第一、第二预应力损失值和第三预应力损失值，及张拉预应力，算出时刻t的实际预应力，结构内力以及产生的结构变形量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及结构工程
，尤其涉及一种钢筋混凝土结构预应カ施工至使用全过程分析方法。
技术介绍
预应カ混凝土结构(以下简称结构)的工作原理是在承受外荷载之前，预先合理布置预应カ筋并张拉，在混凝土结构内部形成一种压应カ状态，该压应カ将与使用阶段产 生的拉应カ抵消一部分或全部，以减小或避免混凝土裂缝的出现和开展，从而提高构件的抗裂性能和刚度。现有钢筋混凝土结构的预应カ仿真分析方法一般采用“构件法”，即从整体模型中抽取单根预应カ构件或局部构件，施加预应カ进行分析。有的预应カ仿真分析方法中，还会考虑施工中预应カ构件的张拉顺序即预应力构件张拉批次对钢筋混凝土结构的预应カ的影响。另外，预应カ仿真分析还需要考虑预应カ损失的问题，即外加的预应カ与结构内实际获得的预应カ(结构的实际预应力)并不相等，存在差值。引起预应カ损失的原因主要有张拉端锚具变形和预应カ筋的应カ松弛，混凝土的徐变、收缩效应。现有方法中，对预应力的损失大都采用对总预应力损失进行整体估算的方法，即考虑到上述预应カ损失因素的综合影响后，把外加的预应カ即施工张拉控制张カ的75% (或其它值)，作为结构的实际预应力。在上述过程中，专利技术人发现现有技术至少存在如下问题现有钢筋混凝土结构预应カ分析方法，从整体模型中抽取单根预应カ构件进行分析，施工模拟中也仅考虑到预应カ构件张拉批次等的影响，考虑不全面，使得结构的实际预应カ的计算结果与真实值偏差较大，容易给结构设计带来安全隐患。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种钢筋混凝土结构预应カ施工至使用全过程分析方法，提高了结构的实际预应カ的计算精度，可为结构设计提供安全性保障。为达到上述目的，本专利技术的实施例采用如下技术方案一种钢筋混凝土结构的预应カ施工至使用全过程分析方法，包括按所述钢筋混凝土结构的施工进度及使用时间，对所述钢筋混凝土结构进行整体结构施工至使用阶段的全过程模拟，所述全过程模拟包括根据所述施工进度及使用时间进行的整体结构模拟，重力荷载模拟，预应カ施工张拉模拟；在所述全过程模拟的基础上，对预应力锚夹具及索体松弛进行全过程分析模拟，根据所述全过程模拟中的索体内力、索体变形结果计算某ー时刻t时松弛效应引起的第一预应カ损失值，对混凝土的徐变、收缩效应进行全过程分析模拟，根据所述全过程模拟中的结构内力、结构变形结果计算所述时刻t时混凝土徐变、收缩效应分别引起的第二预应カ损失值和第三预应カ损失值；根据计算出的所述第一预应カ损失值、所述第二预应カ损失值和所述第三预应カ损失值，以及所述预应力施工张拉模拟中施加的张拉预应力，计算所述时刻t时所述钢筋混凝土结构的实际预应力，井根据所述实际预应カ计算结构内力及结构变形量。所述张拉预应カ为在所述预应力施工张拉模拟中，对所述钢筋混凝土结构中的预应カ构件施加的预应力。所述全过程为所述钢筋混凝土结构施工过程及施工完成后使用的全部过程。所述时刻t为所述钢筋混凝土结构在施工过程中或者施工完成后的使用过程中的某ー时刻。本专利技术实施例所述的钢筋混凝土结构预应カ施工至使用阶段的全过程分析方法，按钢筋混凝土结构的施工进度以及使用时间对整体结构进行全过程模拟，在此基础上，针对施工及使用全过程中的某ー时刻，计算松弛效应和混凝土徐变、收缩效应分别引起的预应カ损失值，进而获得结构在该时刻的实际预应力、结构内力以及结构变形量。本专利技术实施例所述预应力分析方法可获得施工过程及使用全过程中任ー时刻的结构内力以及变形效应，计算精度高，可为结构设计提供安全性保障。附图说明图I为本专利技术实施例中钢筋混凝土结构的预应カ施工至使用全过程分析方法的流程图；图2为本专利技术实施例中一种钢筋混凝土结构的平面示意图；图3为本专利技术实施例中一种钢筋混凝土结构的侧面示意图；图4为本专利技术实施例中对ー种钢筋混凝土结构进行整体结构施工至使用阶段的全过程模拟的示意图ー；图5为本专利技术实施例中的预应カ平衡示意图；图6为本专利技术实施例中对ー种钢筋混凝土结构进行整体结构施工至使用阶段的全过程模拟的示意图ニ；图7为本专利技术实施例中对ー种钢筋混凝土结构进行整体结构施工至使用阶段的全过程模拟的示意图三；图8为本专利技术实施例中一种钢筋混凝土结构的实际预应カ产生的结构变形效应的示意图。标记说明11-竖向构件，12-混凝土梁构件，13-混凝土板构件，gi-第i层结构自重，Pi-第i层施工荷载。具体实施例方式本专利技术实施例提供一种钢筋混凝土结构预应カ施工至使用全过程分析方法，可得到结构施工至使用的全过程中任ー时刻的实际预应カ和结构内力及变形，为结构设计提供安全性保障。下面结合附图对本专利技术实施例进行详细描述。此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本专利技术，并不用干限定本专利技术。实施例本专利技术实施例提供一种钢筋混凝土结构预应カ施工至使用全过程分析方法，如图I所示，包括步骤101、按所述钢筋混凝土结构的施工进度及使用时间，对所述钢筋混凝土结构进行整体结构施工至使用阶段的全过程模拟，所述全过程模拟包括根据所述施工进度及使用时间进行的整体结构模拟，重力荷载模拟，预应力施工张拉模拟。本步骤的全过程模拟中，基于上述的整体结构模拟、重力荷载模拟和预应カ施工张拉模拟的结果，还可得出结构内力、结构变形和索体内力、索体变形。所述索体为预先布置在结构内部的预应カ筋，张拉后在结构内部形成一种拉压平衡的应カ状态。 一种常见于楼层施工的钢筋混凝土结构，如图2和图3所示，该结构共η层，包括竖向构件11，混凝土梁构件12，混凝土板构件13，对混凝土梁构件12施加预应カΤ，使得混凝土结构受压，形成钢筋混凝土预应カ结构。以这种常见的预应カ钢筋混凝土结构为例，步骤101中的整体结构的全过程模拟如下首先根据施工进度逐层进行整体结构模拟、重力荷载模拟和预应カ施工张拉模拟；然后根据上述的整体结构模拟、重力荷载模拟和预应カ施工张拉模拟的结果，计算结构内力、结构变形和索体内力、索体变形。钢筋混凝土结构随施工进度逐层形成，与此同时，大部分的重力荷载随着主体结构(钢筋混凝土结构)的施工也逐层加到主体结构上，同时按预应カ张拉施工的实际情况进行预应カ施工张拉模拟。其中，所述的重力荷载包括结构自重和施工荷载。对于预应カ施工张拉模拟，考虑到预应カ施工张拉时，张拉部分的混凝土需要有足够的强度，故预应カ张拉施工一般要滞后于主体结构施工进度。可选地，预应カ张拉施工滞后主体结构施工进度2层，即主体结构施工到i(i = 3,4, ... ,η)层时，同时张拉第i-2层的预应カT，而顶层主体结构完成后需等待产生足够的强度后，再张拉顶层的预应カT。如图4所示，施工第I层结构时，进行I层结构构成模拟(整体结构模拟)，I层结构的自重gl随之同时进入模型，然后再把第I层施工荷载P1施加到I层结构上；施工第2层结构时，在此基础上，进行2层结构构成模拟，2层结构的自重g2随之同时进入模型，然后再把第2层施工荷载P2施加到2层结构上；从第3层结构开始，除进行3层结构构成模拟、将第3层结构自重g3和第3层施工荷载p3的施加到主体结构上进行重力荷载模拟外，还需要同时进行预应カ施工张拉模拟。如图5所示，当主体结构施工到i (i = 3,4,. . . ,η)层，张拉第i_2层时,下面以此为例详细叙述在前一施工进度(施工i_l层，张拉第i_3层)的模拟结果的基础本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钢筋混凝土结构预应カ施工至使用全过程分析方法，其特征在于，包括 按所述钢筋混凝土结构的施工进度及使用时间，对所述钢筋混凝土结构进行整体结构施工至使用阶段的全过程模拟，所述全过程模拟包括根据所述施工进度及使用时间进行的整体结构模拟，重力荷载模拟，预应カ施工张拉模拟； 在所述全过程模拟的 基础上，对预应力锚夹具及索体松弛进行全过程分析模拟，根据所述全过程模拟中的索体内力、索体变形结果计算某ー时刻t时松弛效应引起的第一预应カ损失值， 对混凝土的徐变、收缩效应进行全过程分析模拟，根据所述全过程模拟中的结构内力、结构变形结果计算所述时刻t时混凝土徐变、收缩效应分别引起的第二预应カ损失值和第三预应...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅学怡，吴兵，孟美莉，孙璨，
申请(专利权)人：深圳大学建筑设计研究院，
类型：发明
国别省市：