(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210442386.6 (22)申请日 2022.04.25 (71)申请人 山西大学 地址 030006 山西省太原市坞城路9 2号 (72)发明人 骆佐龙　苗建宝　石雄伟　 (74)专利代理 机构 太原申立德知识产权代理事 务所(特殊普通 合伙) 14115 专利代理师 程园园 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 17/10(2006.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 体外预应力加固变截面连续刚构极限应力 增量计算方法 (57)摘要 本发明公开了一种体外预应力加固变截面 连续刚构极限应力增量计算方法。 该方法考虑连 续刚构结构体系， 同时借鉴连续梁加固体系极限 状态下的实际破坏模式， 对变截面连续刚构加固 体系极限状态下塑性铰个数和 中支点截面失效 时塑性铰转角在规范公式的基础上进行修正， 最 终得到的公式对变截面连续刚构体外束极限应 力计算具有较好的适用性， 计算结果最大误差在 10％以内， 能够满足工程计算精度要求， 且计算 结果使结构设计偏于安全。 同时， 本发明计算公 式具有形式简单、 计算效率及精度较高、 便于工 程技术人员应用等特点， 能够为体外预应力加固 变截面连续刚构设计提供有益 参考。 权利要求书2页 说明书8页 附图2页 CN 114662206 A 2022.06.24 CN 114662206 A 1.一种体外预应力加固变截面连续刚构极限应力增量计算方法， 其特征在于， 包括以 下步骤： 修正 《公路桥梁加固设计规范》 (JTG/T  J22‑2008)中体外束极限应力计算公式中塑性 铰个数的计算公式； 对 《公路桥梁加固设计规范》 (JTG/T  J22‑2008)中体外束极限应力计算公式中支点截 面变化进行修 正； 提出体外预应力加固变截面连续刚构极限应力增量计算公式， 用于计算体外预应力加 固变截面连续刚构极限应力增量。 2.根据权利要求1所述的一种体外预应力加固变截面连续刚构极限应力增量计算方 法， 其特征在于： 所述对塑性铰 个数的计算公式进行修 正的具体过程 为： (1)当变截面连续刚构跨数为3～4 跨时， 在实际破坏模式下， 塑性铰 个数取值为： Ns＝n‑2   (2) 式中， n为变截面连续刚构跨数； (2)当变截面连续刚构跨数在4跨及以上时， 加固体系在实际破坏模式下， 塑性铰个数 偏安全的取值 为： Ns＝2   (3) 引入塑性铰个数修正系数α1对塑性铰个数计算公式进行修正， 修正后的塑性铰计算公 式可表示 为： N’s＝α1Ns   (4) 式中， α1的计算公式如下： 3.根据权利要求1所述的一种体外预应力加固变截面连续刚构极限应力增量计算方 法， 其特征在于： 所述对 《公路桥梁加固设计规范》 (JTG/T  J22‑2008)中体外束极限应力计 算公式中支点截面变化进行修 正的具体过程 为： 由变截面连续刚构加固体系中支点失效模型的几何关系可求得体外束的伸长量ΔL 为： ΔL＝cspβ ＝(ksp‑zs)β   (6) 式中， csp为中支点截面体外束重心轴到截面中性轴的距离； ksp为中支点截面体外束重 心轴到截面顶端的距离； zs为中支点截面中性轴到截面顶端的距离； β 为中支点截面塑性铰 转角； 体外束伸长量与体外束重心处混凝 土压应变之间的关系为： ΔL＝Dspεsp   (7) 式中， Dsp为中支点截面等效塑性区长度； εsp为中支点截面体外束重心位置处混凝土压 应变； 结合中支点失效时， 等效塑性区截面应 变分布的几何关系可 得： 权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114662206 A 2式中， εcu为混凝土极限压应 变； 联立公式(4) ‑(6)， 可导出中支点截面失效时塑性铰转角表达式为： 考虑变截面连续刚构加固体系在极限状态下跨中截面和中支点截面可能不会同时出 现塑性铰， 采用 εsp代替εcu更符合实际， 即加固体系在实际破坏模式下， 中支点截面转角可 以表示为： 联立公式(6)～(10)可导出变截面连续刚构加固体系在中支点截面由于截面变化引起 的体外束极限应力修 正系数为： 式中， Dmp为结构失效时跨中截面等效塑性区长度； zm为跨中截面中性轴到截面顶端 的 距离。 4.根据权利要求1所述的一种体外预应力加固变截面连续刚构极限应力增量计算方 法， 其特征在于： 所述体外预应力加固变截面连续刚构极限应力增量计算的公式为： 式中， l’e＝2li/(N’s+2)， σpu,e为体外束极限应力； le为计算跨体外 束有效长度； γp为体外束钢材安全系数， 取2.2； hp,e为体外束合力点到截面顶面的距离； Ep,e为体外束弹性模量； c为截面面中性轴到混凝土受压区顶面的距离； σpe,e为体外束永存 预应力； fpd,e为体外束抗拉强度设计值。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114662206 A 3