本发明专利技术公开了一种型钢混凝土束合结构中预应力钢束的设计方法，包括如下步骤：S1)导入预设的建模参数；S2)根据所述建模参数建立框架载荷结构有限元模型，基于所述框架载荷结构有限元模型确定关键点参数；S3)基于所述关键点参数确定所述预应力钢束模型；S4)根据所述建模参数和所述预应力钢束模型建立实体载荷结构有限元模型，并将所述钢束参数应用于所述预应力钢束模型；S5)基于所述实体载荷结构有限元模型计算校验参数，将校验参数与校验条件相比较；S6)构造约束条件核验，核验当前的建模参数是否符合所述构造约束条件；S7)输出当前的预应力钢束模型和建模参数用于型钢混凝土束合结构。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及地下工程领域，尤其涉及单排管弯曲型预应力钢束的设计方法。
技术介绍
1、随着社会经济发展和城市人口密度的不断增加，向地下拓展空间是国际化大都市实现可持续发展和宜居环境建设的必然之路。其中，市政公用地下基础设施，诸如地铁车站或区间、城市地下道路隧道、地下综合管廊、地下社会停车库、地下勾连地道或商业街等，由于一般位于交通主干道下方，为避免对道路交通、地下管线、周边建筑、商业环境造成很大的负面影响，在中心城区复杂环境下采用暗挖法进行修建成为重要的发展趋势。地下结构的暗挖施工方法中，除了常见的盾构法、顶管法、冻结法、管幕法、管棚法等，通过微型顶管设置密排管幕并采用预应力钢束横向张拉形成整体的型钢混凝土束合结构法是一种新颖的施工方法。
2、中国专利cn109537429b公开了一种曲线梁桥斜腹板应力钢束的设计方法，该方法将在空间曲面上的预应力钢束映射成两条平面曲线：结构线和钢束竖弯曲线；确定映射关系、结构线，设计钢束竖弯曲线，内外侧斜腹板的钢束采用相同的钢束竖弯曲线；将钢束竖弯曲线依次转化为平面折线、柱面折线、锥面折线。
3、但是该申请的曲线梁桥斜腹板应力钢束的设计方法仅适用于结构自身为连续型介质的预应力混凝土结构或预应力钢结构，不适用于各块体之间无法传递拉力若干紧密排列的型钢混凝土块组成的离散体。
技术实现思路
1、本申请实施例通过提供一种预应力钢束的设计方法，解决了现有技术中对于若干紧密排列的型钢混凝土块组成的离散体的预应力钢束的设计问题。
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p>2、本申请实施例提供了一种型钢混凝土束合结构中预应力钢束的设计方法，包括如下步骤：3、s1)导入预设的建模参数，所述建模参数是型钢混凝土束合结构参数，所述建模参数包括土建参数及钢束参数；
4、s2)根据所述建模参数建立框架载荷结构有限元模型，所述框架载荷结构有限元模型中不包括预应力钢束模型，基于所述框架载荷结构有限元模型确定关键点参数；
5、s3)基于所述关键点参数确定所述预应力钢束模型；
6、s4)根据所述建模参数和所述预应力钢束模型建立实体载荷结构有限元模型，所述实体载荷结构有限元模型中包括所述预应力钢束模型，并将所述钢束参数应用于所述预应力钢束模型；
7、s5)基于所述实体载荷结构有限元模型计算校验参数，将校验参数与校验条件相比较，如果满足校验条件则执行步骤s6)，如果不满足所述校验条件则调整所述钢束参数并重新执行步骤s5)直至满足校验为止；
8、s6)构造约束条件核验，核验当前的建模参数是否符合所述构造约束条件，如果符合所述构造约束条件则执行步骤s7)如果不符合所述构造约束条件则调整所述土建参数，然后返回执行步骤s2)；
9、s7)输出当前的预应力钢束模型和建模参数用于型钢混凝土束合结构。
10、优选地，所述的型钢混凝土束合结构中预应力钢束的设计方法，所述土建参数包括：管节尺寸及管节混凝土标号。
11、优选地，所述的型钢混凝土束合结构中预应力钢束的设计方法，所述钢束参数包括：预应力钢束纵向间距、预应力钢束内钢绞线的直径和数目及预应力加载量。
12、优选地，所述的型钢混凝土束合结构中预应力钢束的设计方法，所述步骤s2)确定所述预应力钢束模型进一步包括：
13、s31)基于所述框架载荷结构有限元模型计算弯矩曲线并预估表达函数；
14、s32)根据所述预估表达函数及所述关键点参数获取关键点位置，所述关键点位置包括所述预应力钢束模型在所述框架载荷结构有限元模型的起点、中点及所述弯矩曲线的反弯点在所述预应力钢束模型对应的位置。
15、优选地，所述的型钢混凝土束合结构中预应力钢束的设计方法，所述步骤s5)校验参数包括截面拉应力、压应力、剪应力及实体单元最大挠度。
16、优选地，所述的型钢混凝土束合结构中预应力钢束的设计方法，所述构造约束条件包括：
17、所述预应力钢束纵向间距小于等于500毫米；
18、所述预应力钢束内钢绞的数目小于等于5根；
19、所述预应力加载量小于等于材料极限拉应力的75％。
20、优选地，所述的型钢混凝土束合结构中预应力钢束的设计方法，所述框架载荷结构有限元模型及所述的实体载荷结构有限元模型采用midas fea软件建立。
21、优选地，所述的型钢混凝土束合结构中预应力钢束的设计方法，所述预应力钢束模型的形状为四次样条曲线。
22、本申请实施例还提供了一种型钢混凝土束合结构中预应力钢束的设计装置，包括：
23、存储器，用于存储可有处理器执行的指令；
24、处理器，用于执行所述指令以实现所述的方法。
25、本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现所述的型钢混凝土束合结构中预应力钢束的设计方法。
26、本申请提供的一个或者多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
27、由于提出了一种采用单排弯曲型预应力钢束的型钢混凝土束合结构的工程实用计算方法，可以方便快捷的确定型钢混凝土束合结构的预应力钢束布置型式及预应力加载量等关键设计参数，为型钢混凝土束合结构设计提供理论依据，有助于该工法在地下工程领域的进一步推广应用，推动了行业技术进步，具有良好经济、社会效益。
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【技术保护点】
1.一种型钢混凝土束合结构中预应力钢束的设计方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的型钢混凝土束合结构中预应力钢束的设计方法，其特征在于，所述土建参数包括：管节尺寸及管节混凝土标号。
3.根据权利要求1所述的型钢混凝土束合结构中预应力钢束的设计方法，其特征在于，所述钢束参数包括：预应力钢束纵向间距、预应力钢束内钢绞线的直径和数目及预应力加载量。
4.根据权利要求1所述的型钢混凝土束合结构中预应力钢束的设计方法，其特征在于，所述步骤S2)确定所述预应力钢束模型进一步包括：
5.根据权利要求1所述的型钢混凝土束合结构中预应力钢束的设计方法，其特征在于，所述步骤S5)校验参数包括截面拉应力、压应力、剪应力及实体单元最大挠度。
6.根据权利要求1所述的型钢混凝土束合结构中预应力钢束的设计方法，其特征在于，所述构造约束条件包括：
7.根据权利要求1所述的型钢混凝土束合结构中预应力钢束的设计方法，其特征在于，所述框架载荷结构有限元模型及所述的实体载荷结构有限元模型采用MIDAS FEA软件建立。
8.根据权利要求1所述的型钢混凝土束合结构中预应力钢束的设计方法，其特征在于，所述预应力钢束模型的形状为四次样条曲线。
9.一种型钢混凝土束合结构中预应力钢束的设计装置，其特征在于，包括：
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1至8所述的型钢混凝土束合结构中预应力钢束的设计方法。
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【技术特征摘要】
1.一种型钢混凝土束合结构中预应力钢束的设计方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的型钢混凝土束合结构中预应力钢束的设计方法，其特征在于，所述土建参数包括：管节尺寸及管节混凝土标号。
3.根据权利要求1所述的型钢混凝土束合结构中预应力钢束的设计方法，其特征在于，所述钢束参数包括：预应力钢束纵向间距、预应力钢束内钢绞线的直径和数目及预应力加载量。
4.根据权利要求1所述的型钢混凝土束合结构中预应力钢束的设计方法，其特征在于，所述步骤s2)确定所述预应力钢束模型进一步包括：
5.根据权利要求1所述的型钢混凝土束合结构中预应力钢束的设计方法，其特征在于，所述步骤s5)校验参数包括截面拉应力、压应力、剪应力及实体单元最大挠度。<...
【专利技术属性】
技术研发人员：周希圣，卞国强，朱科峰，黄小平，张中杰，吴航，吕培林，卢恺，殷文涛，刘书，
申请(专利权)人：上海申通地铁集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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