一种基于位移控制目标的弦支梁结构内力的解析计算方法

摘要

本发明公开了一种基于位移控制目标的弦支梁结构内力的解析计算方法，基于结构静力平衡和截面内力平衡的方法构造受力平衡方程组，所述受力平衡方程组是关于在弦支梁横坐标为x的任意位置处上层梁的截面弯矩M_b、上层梁的截面剪力V_b、上层梁的截面轴力N_b以及下层拉索的截面轴力T和弦支梁的整体截面弯矩M_x以及弦支梁的整体截面剪力V_x平衡关系的方程组；基于结构跨中挠度等于位移控制目标构建的方程，求解得到上层梁的截面弯矩M_b、上层梁的截面剪力V_b、上层梁的截面轴力N_b和下层拉索的截面轴力T关于弦支梁横坐标x的表达式。采用本发明能够快速并较为准确地估算弦支梁结构上层梁、下层拉索的构件内力，为截面承载力复核验算提供数据。

主权项

一种基于位移控制目标的弦支梁结构内力的解析计算方法，所述弦支梁包括上层梁、下层拉索和撑杆，其特征在于，该计算方法包括以下步骤：S1.定义平面直角坐标系，以弦支梁的左端为原点，以弦支梁跨度方向为横轴，横坐标x的取值范围为[0,L],L为弦支梁的跨度；求解在弦支梁横坐标为x的任意位置处因外荷载引起的弦支梁的整体截面弯矩M_x以及弦支梁的整体截面剪力V_x，M_x和V_x均是关于x的表达式；S2.基于结构静力平衡和截面内力平衡的方法构造受力平衡方程组，所述受力平衡方程组是关于在弦支梁横坐标为x的任意位置处上层梁的截面弯矩M_b、上层梁的截面剪力V_b、上层梁的截面轴力N_b以及下层拉索的截面轴力T和弦支梁的整体截面弯矩M_x以及弦支梁的整体截面剪力V_x平衡关系的方程组；S3.求解步骤S2中的受力平衡方程组得到上层梁的截面弯矩M_b、上层梁的截面剪力V_b、上层梁的截面轴力N_b和下层拉索的截面轴力T关于下层拉索的截面轴力水平分量T_o和弦支梁横坐标x的表达式；S4.计算上层梁的挠曲线w(x)，并结合上层梁两端位移为零的边界条件，计算得到w(x)关于弦支梁横坐标x和下层拉索的截面轴力水平分量T_o的表达式；S5.根据结构跨中挠度等于位移控制目标构建并求解方程得到弦支梁下层拉索的截面轴力水平分量T_o；S6.将下层拉索的截面轴力水平分量T_o代入步骤S3中的表达式，即可得到上层梁的截面弯矩M_b、上层梁的截面剪力V_b、上层梁的截面轴力N_b和下层拉索的截面轴力T关于弦支梁横坐标x的表达式。