多向荷载作用下锚栓设计方法技术

本发明专利技术公开了一种多向荷载作用下锚栓设计方法，构建混凝土结构模型；通过三维模型模拟建筑工地实际使用工况，包括使用场景和三维模型的布置参数；根据混凝土结构模型，生成模型的材料参数，建立新的有限元分析模型，并根据有限元的应力应变结果生成数据计算基础；当有限元数据计算基础建立后，逐步处理所需要的荷载数据。本发明专利技术运用计算机辅助计算，实现锚固构件在多向轴力、剪力、弯矩加载作用下多种锚栓组合设计的强度内力计算及验算。锚栓组合设计的强度内力计算及验算。锚栓组合设计的强度内力计算及验算。

【技术实现步骤摘要】
多向荷载作用下锚栓设计方法


[0001]本专利技术涉及锚栓
，特别涉及多向荷载作用下锚栓设计方法。

技术介绍

[0002]随着现代建筑技术的不断完善，建筑结构的功能要求也在不断提高，混凝土后锚固技术由于其经济性、快捷性、易于施工等优点，在新建和改建等许多工程领域中的应用日趋广泛。
[0003]在建筑锚固工程中，锚固项目的安全始终是首位，每个锚固点都承担着其重要的安全作用，特别是对建筑安全要求高的大型建筑项目，诸如地铁、核电站、大型水利设施等，正确的锚栓受力计算就显得尤为重要。
[0004]现有的关于锚固工程的受力计算大多是基于工程经验以及相关的设计规范，采用报告书或者简易的EXCEL模板来计算。而这些计算方法存在诸多问题，比如计算规范不统一，无法形成统一的技术指导，无法准确计算数量繁琐且复杂的工程以及计算精度低等问题。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种多向荷载作用下锚栓设计方法，通过工程建筑中大量真实可用的数据训练，通过工程建模以及数学模型，解决工程锚固计算中繁琐且复杂的计算要求，保证建筑锚固工程的施工安全。
[0006]为此，本专利技术的技术方案是：多向荷载作用下锚栓设计方法，包括以下步骤：
[0007]S1：构建混凝土结构模型；通过三维模型模拟建筑工地实际使用工况，包括使用场景和三维模型的布置参数；
[0008]S2：根据混凝土结构模型，生成模型的材料参数，建立新的有限元分析模型，并根据有限元的应力应变结果生成数据计算基础；
[0009]S3：当有限元数据计算基础建立后，逐步处理所需要的荷载数据，具体包括以下步骤：
[0010]S301：给予多种刚性锚板压缩数值模型，对混凝土破坏及钢材破坏模型进行同步赋值；
[0011]S302：将宏观变量与赋值变量进行多元非线性拟合，包括混凝土结构；
[0012]S303：确定数学计算模型的处理方式、计算公式以及判断方法；
[0013]S304：对确定的数学模型与有限元模型进行统一封装。
[0014]在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：步骤303中，包括单栓实际锥体面积A
C,N单栓
的计算方法：
[0015]A
C,N单栓
＝
[0016][min(C1
单栓
,1.5hef)+min(C2
单栓
,1.5hef)]*[min(C3
单栓
,1.5hef)+min(C4
单栓
,1.5hef)][0017]其中C1
单栓
、C2
单栓
、C3
单栓
、C4
单栓
分别为单个锚栓点与混凝土前、后、左、右四个方位的间距。
[0018]在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：步骤303中，当存在同列的锚栓A1、锚栓A2时，则双栓实际锥体面积A
C,N双栓
与锚栓A1、锚栓A2之间距离S相关：
[0019]A
C,N双栓
的计算方法如下：
[0020]①
当S≥3hef：
[0021]A
C,N双栓
＝
[0022]{min[min(C1
双栓
,C2
双栓
),1.5hef]+1.5hef}*[min(C3
双栓
,1.5hef)+min(C4
双栓
,1.5hef)][0023]其中C1
双栓
为锚栓A1与混凝土后方的间距，C2
双栓
为锚栓A2与混凝土前方的间距，S为锚栓A1、锚栓A2的间距，C3
双栓
、C4
双栓
为锚栓A1、锚栓A2与混凝土左、右两个方位的间距；
[0024]②
当S＜3hef：
[0025]A
C,N双栓
＝
[0026][min(C1
双栓
,1.5hef)+min(C2
双栓
,1.5hef)+S]*[min(C3
双栓
,1.5hef)+min(C4
双栓
,1.5hef)]。
[0027]在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：步骤303中，当存在四个锚栓时，锚栓D1和锚栓D2同行设置，锚栓D3和锚栓D4同行设置；锚栓D1和锚栓D3同列设置，锚栓D2和锚栓D4同列设置；
[0028]锚栓D3所在行与混凝土后侧的间距为C1
四栓
；
[0029]锚栓D1所在行与混凝土前侧的间距为C2
四栓
；
[0030]锚栓D1所在列与混凝土左侧的间距为C3
四栓
；
[0031]锚栓D2所在列与混凝土右侧的间距为C4
四栓
；
[0032]锚栓D1所在行与锚栓D3所在行的间距为s1；
[0033]锚栓D1所在列与锚栓D2所在列的间距为s2；
[0034]1)s2>3hef；
[0035]①
如果s1>3hef:
[0036]A
C,N四栓
＝
[0037]{min[min(C1
四栓
,C2
四栓
),1.5hef]+1.5hef}*{min[min(C3
四栓
,C4
四栓
),1.5hef]+1.5hef}
[0038]有效锚栓为：单锚(最大受力锚栓)
[0039]②
如果s1<3hef A
C,N四栓
＝
[0040][min(C1
四栓
,1.5hef)+min(C2
四栓
,1.5hef)+s1]*{min[min(C3
四栓
,C4
四栓
),1.5hef]+1.5hef}有效锚栓为：C3
四栓
>C4
四栓
,有效锚栓为锚栓D1、锚栓D3，否则为锚栓D2、锚栓D4；
[0041]2)s2<3hef；
[0042]①
如果s1>3hef:
[0043]A
C,N四栓
＝
[0044]{min[min(C1
四栓
,C2
四栓
),1.5hef]+1.5hef}*[min(C3
四栓
,1.5hef)+min(C4
四栓
,1.5hef)+s2]有效锚栓为：C1
四栓
>C2
四栓
,有效锚栓为锚栓D1、锚栓D2，否则为锚栓D3、锚栓D4；
[0045]②
如果s1<3hef A...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.多向荷载作用下锚栓设计方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：构建混凝土结构模型；通过三维模型模拟建筑工地实际使用工况，包括使用场景和三维模型的布置参数；S2：根据混凝土结构模型，生成模型的材料参数，建立新的有限元分析模型，并根据有限元的应力应变结果生成数据计算基础；S3：当有限元数据计算基础建立后，逐步处理所需要的荷载数据，具体包括以下步骤：S301：给予多种刚性锚板压缩数值模型，对混凝土破坏及钢材破坏模型进行同步赋值；S302：将宏观变量与赋值变量进行多元非线性拟合，包括混凝土结构；S303：确定数学计算模型的处理方式、计算公式以及判断方法；S304：对确定的数学模型与有限元模型进行统一封装。2.如权利要求1所述的多向荷载作用下锚栓设计方法，其特征在于：步骤303中，包括单栓实际锥体面积A
C,N单栓
的计算方法：A
C,N单栓
＝[min(C1
单栓
,1.5hef)+min(C2
单栓
,1.5hef)]*[min(C3
单栓
,1.5hef)+min(C4
单栓
,1.5hef)]其中C1
单栓
、C2
单栓
、C3
单栓
、C4
单栓
分别为单个锚栓点与混凝土前、后、左、右四个方位的间距。3.如权利要求1所述的多向荷载作用下锚栓设计方法，其特征在于：步骤303中，当存在同列的锚栓A1、锚栓A2时，则双栓实际锥体面积A
C,N双栓
与锚栓A1、锚栓A2之间距离S相关：A
C,N双栓
的计算方法如下：
①
当S≥3hef：A
C,N双栓
＝{min[min(C1
双栓
,C2
双栓
),1.5hef]+1.5hef}*[min(C3
双栓
,1.5hef)+min(C4
双栓
,1.5hef)]其中C1
双栓
为锚栓A1与混凝土后方的间距，C2
双栓
为锚栓A2与混凝土前方的间距，S为锚栓A1、锚栓A2的间距，C3
双栓
、C4
双栓
为锚栓A1、锚栓A2与混凝土左、右两个方位的间距；
②
当S＜3hef：A
C,N双栓
＝[min(C1
双栓
,1.5hef)+min(C2
双栓
,1.5hef)+S]*[min(C3
双栓
,1.5hef)+min(C4
双栓
,1.5hef)]。4.如权利要求1所述的多向荷载作用下锚栓设计方法，其特征在于：步骤303中，当存在四个锚栓时，锚栓D1和锚栓D2同行设置，锚栓D3和锚栓D4同行设置；锚栓D1和锚栓D3同列设置，锚栓D2和锚栓D4同列设置；锚栓D3所在行与混凝土后侧的间距为C1
四栓
；锚栓D1所在行与混凝土前侧的间距为C2
四栓
；锚栓D1所在列与混凝土左侧的间距为C3
四栓
；锚栓D2所在列与混凝土右侧的间距为C4
四栓
；锚栓D1所在行与锚栓D3所在行的间距为s1；锚栓D1所在列与锚栓D2所在列的间距为s2；1)s2>3hef；
①
如果s1>3hef:A
C,N四栓
＝
{min[min(C1
四栓
,C2
四栓
),1.5hef]+1.5hef}*{min[min(C3
四栓
,C4
四栓
),1.5hef]+1.5hef}有效锚栓为：单锚(最大受力锚栓)
②
如果s1<3hefA
C,N四栓
＝[min(C1
四栓
,1.5hef)+min(C2
四栓
,1.5hef)+s1]*{min[min(C3
四栓
,C4
四栓
),1.5hef]+1.5hef}有效锚栓为：C3
四栓
>C4
四栓
,有效锚栓为锚栓D1、锚栓D3，否则为锚栓D2、锚栓D4；2)s2<3hef；
①
如果s1>3hef:A
C,N四栓
＝{min[min(C1
四栓
,C2
四栓
),1.5hef]+1.5hef}*[min(C3
四栓
,1.5hef)+min(C4
四栓
,1.5hef)+s2]有效锚栓为：C1
四栓
>C2
四栓
,有效锚栓为锚栓D1、锚栓D2，否则为锚栓D3、锚栓D4；
②
如果s1<3hefA
C,N四栓
＝[min(C1
四栓
,1.5hef)+min(C2
四栓
,1.5hef)+s1]*[min(C3
四栓
,1.5hef)+min(C4
四栓
,1.5hef)+s2]有效锚栓为锚栓D1、锚栓D2、锚栓D3、锚栓D4。5.如权利要求1所述的多向荷载作用下锚栓设计方法，其特征在于：步骤303中，当存在六个锚栓时，锚栓B1、锚栓B3、锚栓B5同列设置，锚栓B2、锚栓B4、锚栓B6同列设置，且锚栓B1、锚栓B2同行设置，锚栓B3、锚栓B4同行...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨维锐，杨伟，邹见山，
申请(专利权)人：浙江翔锐机电有限公司，
类型：发明
国别省市：