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原文传递一种基于钢筋应力计确定混凝土内支撑轴力和弯矩的方法

专利名称：	一种基于钢筋应力计确定混凝土内支撑轴力和弯矩的方法
摘要：	本发明公开了一种基于钢筋应力计确定混凝土内支撑轴力和弯矩的方法，属于地下工程钢支撑内力计算技术领域；包括以下步骤：在钢筋混凝土内支撑的最外层结构受力钢筋内预埋振弦式钢筋应力计，获取构件截面上下部钢筋的初始频率和初始温度；获取基坑开挖过程中的频率值和温度值；根据上下部钢筋的频率值计算得到应变变化量；根据获取的上下部钢筋的温度值以及经计算得到的应变变化量，得到温度修正的应变变化量；根据温度修正的应变变化量值大小，计算出混凝土内支撑的轴力和弯矩。本发明方法能够比较精确计算出混凝土内支撑的轴力和弯矩值，可后续依据轴力和弯矩来为分析内支撑的安全性提供更加准确的依据，为类似工程提供更加科学的理论指导。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	中国建筑第二工程局有限公司
发明人：	董新军;黄建伟;王宁龙;张俊峰;时刚;王远航
专利状态：	有效
申请日期：	2023-08-03T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-07T00:00:00+0800
申请号：	CN202310968612.9
公开号：	CN117005474A
代理机构：	郑州万创知识产权代理有限公司
代理人：	任彬
分类号：	E02D33/00;G01L1/10;G06F17/18;E02D17/04;E;G;E02;G01;G06;E02D;G01L;G06F;E02D33;G01L1;G06F17;E02D17;E02D33/00;G01L1/10;G06F17/18;E02D17/04
申请人地址：	100000 北京市通州区梨园镇北杨洼251号
主权项：	1.一种基于钢筋应力计确定混凝土内支撑轴力和弯矩的方法，其特征在于：包括以下步骤： S1、混凝土浇筑前，在钢筋混凝土内支撑的外层结构受力钢筋内预埋振弦式钢筋应力计，待混凝土内支撑达到设计强度后，基坑开挖前，采用振弦读数仪读取钢筋应力计，获取构件截面上部钢筋布置的钢筋应力计的初始频率值f0T和初始温度T0T，以及下部钢筋布置的钢筋应力计的初始频率值f0B和初始温度T0B； S2、基坑开挖过程，分别读取混凝土内支撑中预埋截面上部和下部的振弦式钢筋应力计的频率值fT、fB和温度值TT、TB； S3、根据上述步骤S1和S2中获取的上下部钢筋的频率值，分别计算得到构件截面上下部钢筋的应变变化量εT和εB；其中构件截面上部钢筋的应变变化量的计算公式为：下部钢筋的应变变化量的计算公式为：式中K0为传感器的灵敏度系数； S4、根据上述步骤S1和S2中获取的上下部钢筋的温度值以及步骤S3中计算得到的应变变化量εT和εB，分别计算得到构件截面上下部钢筋温度修正的应变变化量ε′T和ε′B；其中构件截面上部钢筋温度修正的应变变化量的计算公式为：ε′T＝εT-(TT-T0T)(F-F0)，下部钢筋温度修正的应变变化量的计算公式为：ε′B＝εB-(TT-T0B)(F-F0)，式中F为被测物体的线膨胀系数，F0为传感器的温度修正系数； S5、根据上述步骤S4中计算得到的温度修正的应变变化量ε′T和ε′B的值，假定钢筋混凝土内支撑截面的宽度为B、高度为H、结构受力钢筋到上下截面的平均距离均为a、上下截面上两个对应结构受力钢筋之间的平均距离为h，不考虑混凝土拉应力为零，分别计算混凝土内支撑的轴力和弯矩； 1)ε′T和ε′B近似相等，且大于零，该混凝土内支撑所受内力仅为轴向拉力，轴向拉力的计算公式为ES(ε′TAST+ε′BASB)，式中ES为钢筋的弹性模量、AST为上部钢筋的总面积、ASB为下部钢筋的总面积，弯矩为零； 2)ε′T和ε′B近似相等，且小于零，该混凝土内支撑所受内力仅为轴向压力，轴向压力的计算公式为ES(ε′TAST+ε′BASB)+EC(ε′T+ε′B)AC/2，式中EC为混凝土的弹性模量、AC为扣除钢筋面积后的混凝土截面面积，弯矩为零； 3)ε′T和ε′B不相等，且都大于零，该混凝土内支撑所受内力为轴向拉力和弯矩，轴向拉力的计算公式为ES(ε′TAST+ε′BASB)，弯矩的计算公式为ES\|ε′TAST-ε′BASB\|×h/2； 4)ε′T和ε′B不相等，且都小于零，该混凝土内支撑所受内力为轴向压力和弯矩，轴向压力的计算公式为ES(ε′TAST+ε′BASB)+EC(ε′T+ε′B)AC/2，弯矩的计算公式为ES\|ε′TAST-ε′BASB\|×h/2+EC\|εT′-ε′B\|AC/2×h/6； 5)ε′T和ε′B不相等，且为一正一负，该混凝土内支撑所受内力为轴向拉力和弯矩，或轴向压力和弯矩，设ε′T为负，轴力的计算公式为弯矩的计算公式为/> 如果ε′B为负，则将上述公式中的ε′T与ε′B互换。 2.根据权利要求1所述的一种基于钢筋应力计确定混凝土内支撑轴力和弯矩的方法，其特征在于：所述步骤S1中，振弦式钢筋应力计的布置方式为：在基坑开挖初始，钢筋混凝土内支撑内的钢筋绑扎完，混凝土浇筑前，在钢筋混凝土内支撑截面的外侧上部和下部中间位置处的结构受力钢筋中预埋振弦式钢筋应力计，后将测量数据的导线引至构件外，浇筑混凝土内支撑，养护。 3.根据权利要求2所述的一种基于钢筋应力计确定混凝土内支撑轴力和弯矩的方法，其特征在于：所述振弦式钢筋应力计和结构受力钢筋的连接方式为：将结构受力钢筋按相应长度截断，然后将振弦式钢筋应力计的两端焊接在结构受力钢筋上，焊接时将振弦式钢筋应力计中间段的传感器部分做降温处理。
所属类别：	发明专利