预应力型钢混凝土梁建模方法、设备及介质技术

本发明专利技术涉及一种预应力型钢混凝土梁建模方法、设备及介质，该方法包括以下步骤：分别建立预应力型钢混凝土梁中各复杂部件的三维仿真模型，并转化为通用文件格式仿真模型；分别建立预应力型钢混凝土梁中各简单部件的三维仿真模型，并将通用文件格式仿真模型和各简单部件的三维仿真模型进行组合装配，合并成为预应力型钢混凝土梁模型；在所述预应力型钢混凝土梁模型的两端建立参考点，连接两端的所述参考点；基于受力等效原则，在所述参考点设置弹簧约束以模拟实际边界，完成预应力型钢混凝土梁的建模。与现有技术相比，本发明专利技术可以解决预应力型钢混凝土梁难以建模和计算的问题，确保了建模精度，最大限度的保证了受力的等效性，具有实用性。具有实用性。具有实用性。

【技术实现步骤摘要】
预应力型钢混凝土梁建模方法、设备及介质


[0001]本专利技术涉及一种建筑结构
，尤其是涉及一种预应力型钢混凝土梁建模方法、设备及介质。

技术介绍

[0002]预应力型钢混凝土梁是钢筋混凝土梁在施加预应力的基础上与内置型钢共同承载的一种新型结构形式。型钢混凝土梁具有承载力高的特点,相比于普通钢筋混凝土梁可以大大减小构件尺寸,但构件的刚度也会随之减小，其变形和裂缝往往难以控制。而对型钢混凝土梁施加预应力,则能够增加结构刚度,改善结构的抗裂性能。鉴于二者各自的优点,将其结合起来优势互补,形成一种新型结构形式——预应力型钢混凝土梁。预应力型钢混凝土梁作为一种新型结构,其受力性能无法通过传统方法进行分析。
[0003]专利申请CN114254534A公开了一种基于钢筋三维加强效应的混凝土本构模型计算方法，该方法是针对钢筋混凝土桥梁非线性破坏的建模方法，专利申请CN102650579A公开了一种预应力型钢混凝土结构的框架梁抗弯承载力设计方法，该方法也并未对预应力型钢混凝土梁进行建模。并且从其他现有公开文本中，由于预应力型钢混凝土梁建模困难和计算困难的问题并未给出具体的解决方案。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种解决预应力型钢混凝土梁难以建模和计算问题的预应力型钢混凝土梁建模方法、设备及介质。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0006]一种预应力型钢混凝土梁建模方法，包括以下步骤：
[0007]分别建立预应力型钢混凝土梁中各复杂部件的三维仿真模型，并转化为通用文件格式仿真模型，所述复杂部件包括不规则混凝土梁体、空间线形预应力筋、复杂型钢及复杂钢筋；
[0008]分别建立预应力型钢混凝土梁中各简单部件的三维仿真模型，并将所述通用文件格式仿真模型和各简单部件的三维仿真模型进行组合装配，合并成为预应力型钢混凝土梁模型；
[0009]在所述预应力型钢混凝土梁模型的两端建立参考点，连接两端的所述参考点；
[0010]基于受力等效原则，在所述参考点设置弹簧约束以模拟实际边界，完成预应力型钢混凝土梁的建模。
[0011]进一步地，所述的简单部件包括规则混凝土体、普通型钢及普通钢筋。
[0012]进一步地，采用耦合约束连接所述参考点。
[0013]进一步地，所述的耦合约束为动力耦合。
[0014]进一步地，所述的弹簧约束包括三个平动自由度参数和三个转动自由度参数。
[0015]进一步地，所述的弹簧约束的参数通过预应力型钢混凝土梁整体结构受力进行确
定。
[0016]进一步地，在三维建模软件中建立所述各复杂部件的三维仿真模型。
[0017]进一步地，在计算分析软件中建立各简单部件的三维仿真模型。
[0018]本专利技术还提供一种电子设备，包括：
[0019]一个或多个处理器；
[0020]存储器；和
[0021]被存储在存储器中的一个或多个程序，所述一个或多个程序包括用于执行如上所述预应力型钢混凝土梁建模方法的指令。
[0022]本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括供电子设备的一个或多个处理器执行的一个或多个程序，所述一个或多个程序包括用于执行如上所述预应力型钢混凝土梁建模方法的指令。
[0023]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0024](1)本专利技术通过分别建立预应力型钢混凝土梁的复杂部件与简单部件的三维仿真模型，一定程度保证了模型的精确度，同时通过对组合装配的模型添加约束，最大限度的保证了受力的等效性，解决了预应力型钢混凝土梁难以建模和计算的问题，具有实用性。
[0025](2)本专利技术通过建立参考点，选用耦合约束连接参考点，能够更好地模拟受力。
[0026](3)本专利技术中采用的弹簧约束可以限制参考点在各个方向上的位移和旋转，从而模拟实际边界的弹性特性，弹簧约束的参数通过整体结构受力确定，以达到受力等效的目的。在计算过程中，计算分析软件能够自动计算弹簧约束的力和位移，从而得到节点的受力和变形情况。
附图说明
[0027]图1为本专利技术方法流程图；
[0028]图2为本专利技术实施例建立的梁模型立体透视图；
[0029]图3为本专利技术实施例建立的梁模型端部细节图；
[0030]图4为本专利技术实施例三个平动自由度约束和三个转动自由度约束图。
[0031]图中：1、混凝土梁体；2、预应力筋；3、型钢；4、钢筋；5、弹簧约束。
具体实施方式
[0032]下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。本实施例以本专利技术技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。
[0033]一种预应力型钢混凝土梁建模方法，如图1所示，包括以下步骤：
[0034]S1、分别建立预应力型钢混凝土梁中各复杂部件的三维仿真模型，并转化为通用文件格式仿真模型，所述复杂部件包括不规则混凝土梁体、空间线形预应力筋、复杂型钢及复杂钢筋。
[0035]在该步骤中利用三维建模软件，在三维建模软件中分别建立预应力型钢混凝土梁中各复杂部件的三维仿真模型。
[0036]其中，复杂部件的三维仿真模型包括不规则混凝土梁体1、空间线形预应力筋2、复
杂型钢3及复杂钢筋4。三维建模软件可为犀牛等建模软件。
[0037]为实现不同软件之间的数据互通和交流，使得不同软件之间的数据可以互相使用和共享，通过将所述各复杂部件的三维仿真模型通过通用文件格式进行描述和存储。并将通用文件格式的各复杂部件的三维仿真模型导入计算分析软件，为方便各复杂部件与各简单部件的组合装配。通过通用文件格式提高了仿真模型的重用性和可靠性，同时也提高了仿真分析的效率和准确性。计算分析软件可为ABAQUS、ANSYS等分析软件。
[0038]S2、分别建立预应力型钢混凝土梁中各简单部件的三维仿真模型，并将所述通用文件格式仿真模型和各简单部件的三维仿真模型进行组合装配，合并成为预应力型钢混凝土梁模型。
[0039]简单部件包括规则混凝土梁体1、普通型钢3及普通钢筋4等。在该步骤通过将各复杂部件的三维仿真模型和各简单部件的三维仿真模型进行组合装配，合并成为预应力型钢混凝土梁模型，该预应力型钢混凝土梁模型如图2所示。这种将复杂部件和简单部件分开进行三维仿真方法，一定程度保证了三维仿真模型的准确度。
[0040]S3、在所述预应力型钢混凝土梁模型的两端建立参考点，连接两端的所述参考点。
[0041]如图3所示的模型端部细节图所示，为了更好地模拟受力，在预应力型钢混凝土梁模型两端建立参考点，采用耦合约束连接所述参考点。其中，耦合约束为动力耦合，即耦合的自由度被消除，强制被耦合的域跟随参考点进行强制运动。耦合约束是一种特殊的边界条件，它可以将两个节点的运动耦合在一起，从而实现节点之间的相互作用。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种预应力型钢混凝土梁建模方法，其特征在于，包括以下步骤：分别建立预应力型钢混凝土梁中各复杂部件的三维仿真模型，并转化为通用文件格式仿真模型，所述复杂部件包括不规则混凝土梁体、空间线形预应力筋、复杂型钢及复杂钢筋；分别建立预应力型钢混凝土梁中各简单部件的三维仿真模型，并将所述通用文件格式仿真模型和各简单部件的三维仿真模型进行组合装配，合并成为预应力型钢混凝土梁模型；在所述预应力型钢混凝土梁模型的两端建立参考点，连接两端的所述参考点；基于受力等效原则，在所述参考点设置弹簧约束以模拟实际边界，完成预应力型钢混凝土梁的建模。2.根据权利要求1所述的一种预应力型钢混凝土梁建模方法，其特征在于，所述的简单部件包括规则混凝土体、普通型钢及普通钢筋。3.根据权利要求1所述的一种预应力型钢混凝土梁建模方法，其特征在于，采用耦合约束连接所述参考点。4.根据权利要求3所述的一种预应力型钢混凝土梁建模方法，其特征在于，所述的耦合约束为动力耦合。5.根据权利要求1所述的一种预应力型钢混凝土梁...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘冰，罗程巍，姜旭，程睿，强旭红，王祖能，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：