(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 202210603916.0 (22)申请日 2022.05.30 (71)申请人 中山大学 地址 510275 广东省广州市海珠区新港西 路135号 (72)发明人 黄林冲　蒋凯　梁禹　张燕丽　 (74)专利代理 机构 广州三环 专利商标代理有限 公司 44202 专利代理师 钟文瀚 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 17/18(2006.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 装配式车站的接头抗弯刚度确定方法、 系 统、 介质及设备 (57)摘要 本申请涉及一种装配式车站的接头抗弯刚 度确定方法， 所述方法包括： 获取所述装配式车 站的管片环截面， 所述管片环截面为所述装配式 车站沿顶板块拱顶宽度方向的截面； 根据所述管 片环截面的载荷分布情况创建所述管片环截面 的力法模型， 通过所述力法模型， 以及管片环截 面中顶板块拱顶处所受的载荷与接头处抗弯刚 度的关系， 得到所述管片环截面的外受力模型； 根据所述管片环截面中接头内表面在不同受力 状态下的力学平 衡模型， 得到所述管片环截面中 接头的内受力模 型； 根据所述外受力模型及所述 内受力模型， 得到各接头的抗弯刚度值。 相比现 有技术， 本发 明能够对装配式车站的接头抗弯刚 度进行准确确定， 保证车站的正产工作， 满足了 实际应用需求。 权利要求书3页 说明书15页 附图3页 CN 114996933 A 2022.09.02 CN 114996933 A 1.一种装配式车站的接头抗弯刚度确定方法， 其中， 装配式车站包括上下平行设置的 顶板块和底板块， 以及左右平行设置的两个侧墙板， 所述顶板块及所底板块的接头分别通 过一螺栓与对应的侧墙板固定连接， 其特 征在于， 所述方法包括以下步骤： 获取所述装配式车站 的管片环截面； 其中， 所述管片环截面为所述装配式车站沿顶板 块拱顶宽度方向的截面； 根据所述管片环截面的载荷分布情况创建所述管片环截面的力法模型， 通过所述力法 模型、 以及管片环截面中顶板块拱顶处所受的载荷与接头处抗弯刚度的关系， 得到所述管 片环截面的外受力模型； 搭建所述管片环截面中接头 内表面在不同受力 状态下的力学平衡模型， 并根据 所述力 学平衡模型 得到所述管片环截面中接 头的内受力模型； 根据所述外受力模型及所述内受力模型， 得到各接 头的抗弯刚度值。 2.根据权利要求1所述的装配式车站的接头抗弯刚度确定方法， 其特征在于， 根据 所述 管片环截面的载荷分布情况创建所述管片环截面的力法模型之前， 所述方法还 包括： 获取所述管片环截面中拱顶O处的载荷x1、 x2， 其中， x1为顶板块拱顶O处所受的轴力， x2 为顶板块拱顶O处所受的弯 矩； 获取所述装配式车站的自重荷载q1， 其中， q1＝γAs， γ为混凝土容重， As为装配式车站的 管片环横截面积； 获取装配式车站的基底反力q2， 其中， q2＝q1*(R1*θ1+h2+R2*θ2)/(R1*sin( θ1))， h1为顶板 块截面高度， h2为侧墙板截面高度， h3为底板块截面高度， θ1为顶板块圆弧段弧度， θ2为底板 块圆弧段弧度； 定义与顶板块连接的接头为第一接头、 与底板块连接的接头为第二接头， 设所述第一 接头与第二接头处的所受的弯矩分别为M1、 M2， 所述第一接头与第二接头处的抗弯刚度分别 为K1、 K2。 3.根据权利要求2所述的装配式车站的接头抗弯刚度确定方法， 其特征在于， 所述力法 模型为： 管片环截面中顶板块拱顶处所受的载荷与接 头处抗弯刚度的关系为： 其中， δ11为在x1方向单位力的作用下， 顶 板块拱顶O沿x1方向产生的位移； δ12为在x2方向 单位力的作用下， 顶板块拱顶O沿x1方向产生 的位移； δ21为在x1方向单位力的作用下， 顶板 块拱顶O沿x2方向产生的位移； δ22为在x2方向单位力的作用下， 顶板 块拱顶O沿x2方向产生的 位移； Δ1p为在外荷载q1、 q2作用下， 顶板块拱顶O沿x1方向产生的位移； Δ2p为在外荷载q1、 q2 作用下， 顶板块拱顶O沿x1方向产生的转角， q1为装配式车站的自重荷载， q2为装配式车站的 基底反力。 4.根据权利要求3所述的装配式车站的接头抗弯刚度确定方法， 其特征在于， 所述通过 所述力法模型， 以及管片环截面中顶板块拱顶处所受的载荷与接头处抗弯刚度的关系， 得权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114996933 A 2到所述管片环截面的外受力模型步骤 包括： 获取所述管片环截面在外载荷作用下的总弯矩计算模型和总轴力计算模型， 根据 所述 总弯矩计算模型、 总轴力计算模型、 以及顶板块拱顶处所受的载荷与接头处抗弯刚度的关 系， 得到所述管片环截面的外受力模型； 所述总弯 矩计算模型为 所述总轴力计算模型为 所述外受力模型为 其中， Mq为装配式车站的自重荷载q1及基底反力q2对任意管片环截面产生的弯矩， Nq为 装配式车站的自重荷载q1及基底反力q2对任意管片环截面产生的轴力， Mθ为装配式车站的 自重荷载q1和基底反力q2、 顶板块拱顶O处所受的轴力x1及顶板块拱顶O处所受的弯矩x2在 任意管片环截面产生的弯矩之和， Nθ为装配式车站的自重荷载q1和基底反力q2、 顶板块拱顶 O处所受的轴力x1及顶板块拱顶O处所受的弯矩x2在任意管片环截面产生的轴力之和， 分别为沿x1方向的单位力对任意 管片环截面产生的弯矩及轴 力； 分别为 沿x2方向的单位力对 任意管片环截面产生的弯 矩及轴力。 5.根据权利要求4所述的装配式车站的接头抗弯刚度确定方法， 其特征在于， 所述管片 环截面中接 头内表面在不同受力状态下的力学平衡模型为： 其中， N为接头所受轴力， M为接头所受弯矩， Tb为单根螺栓拉力， n为接头内螺栓数量， d 为螺栓到管片环截面外表面距离， h为接头截面高度， k为接头压缩刚度， σc'、 σc分别为接头 边缘顶部及底部的混凝 土压应力， E为材 料弹性模量。 6.根据权利要求5所述的装配式车站的接头抗弯刚度确定方法， 其特征在于， 所述根据 所述管片环截面中接头内表面在不同受力状态下的力学平衡模型， 得到所述管片环截面中 接头的内受力模型的步骤 包括： 对所述力学平衡模型求解得到所述管片环截面中接头内表面在不同受力状态下的接 头转动刚度Kθ， Kθ＝f(M,N)， 则所述管片环截面中接 头的内受力模型为： 权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114996933 A 3