[发明专利]一种体内预应力胶合木梁的张拉方法

权利要求书

1.一种体内预应力胶合木梁的张拉方法，其特征在于：包括以下几个步骤：

步骤一、获取体内预应力胶合木梁的结构参数，包括预应力胶合木梁的宽度b、高度h、受拉筋材合力点到木材受拉区边缘的距离h_at，受压筋材合力点到木材受压区边缘的距离h_ac、受压筋材的截面面积A_rc以及受拉预应力筋的截面面积A_rt；

步骤二、根据步骤一获取的结构参数，确定预应力胶合木梁有效张拉力的上限值和下限值，其中下限值为受拉破坏和受压破坏临界状态对应的有效张拉力；上限值为极限状态下预应力筋刚好屈服时对应的有效张拉力；

步骤三、根据步骤二确定的有效张拉力的上限值和下限值对胶合木梁进行张拉；

有效张拉力的下限值F_pe,cr为：

有效张拉力的上限值F_pe,y为：

其中，E_w为木材的弹性模量；E_r为筋材的弹性模量；ε_wtu为木材的极限拉应变、ε_wcu为木材的极限压应变；ε_wcy为木材的屈服压应变；k为应变增大系数；

2.根据权利要求1所述的张拉方法，其特征在于：根据步骤二确定的有效张拉力的上限值和下限值对胶合木梁进行张拉的具体方法是：采用后张法施工技术进行钢绞线张拉、锚固与注胶。

3.根据权利要求1所述的张拉方法，其特征在于：步骤二中确定预应力胶合木梁有效张拉力的上限值和下限值的具体方法是：

(1)确定体内预应力胶合木梁在承载能力极限状态下，危险截面的应变关系；

(2)计算承载能力极限状态下截面各区域合力；

(3)根据截面内力平衡，列平衡方程；

(4)补充有效张拉力的下限条件，求解有效张拉力的下限值；

(5)补充有效张拉力的上限条件，求解有效张拉力的上限值。

4.根据权利要求3所述的张拉方法，其特征在于：体内预应力胶合木梁在承载能力极限状态下截面受弯破坏时危险截面的应变关系为：

其中，h_c为木材受压区高度，h_p为木材的受压塑性区高度；

h_at、h_ac、分别为受拉、受压筋材合力点到木材受拉、受压区边缘的距离；

b、h分别为预应力胶合木梁的宽度和高度；

ε_wc、ε_wt分别为截面受压、受拉区边缘木材纤维的最大应变；

ε_wcy为木材的屈服压应变；

ε_rc为受压筋材的应变；

ε_rt为受拉预应力筋的应变增量；

ε_p0为预应力筋合力点处胶合木材法向应力为0时的预应力筋的总应变；

F_pe为受拉区预应力筋的有效张拉力；

E_r为筋材的弹性模量；

E_w为木材的弹性模量。

5.根据权利要求4所述的张拉方法，其特征在于：计算承载能力极限状态下截面各区域合力的方法为：

F_rt＝E_rA_rt(ε_rt+ε_p0)。

6.根据权利要求1-5任一所述的张拉方法，其特征在于：所用预应力筋材为FRP筋或钢绞线。

7.根据权利要求1-5任一所述的张拉方法，其特征在于：所述确定预应力胶合木梁有效张拉力的上限值和下限值时满足以下基本假定条件：

(1)构件横截面平均应变呈线性分布，即构件符合平截面假定；

(2)层板间粘结完好，无相对滑移；

(3)受拉和受压区筋材均视为理想弹塑性材料；

(4)胶合木梁的抗弯性能主要由木材顺纹方向的力学性能决定，不考虑木材的各项异性对受弯性能的影响；

(5)相比于普通胶合木梁弯曲破坏时的极限拉应变ε_wmu，增强后的胶合木梁弯曲破坏时极限拉应变ε_wtu有所提高，即：ε_wtu＝α_mε_wmu，α_m为增大系数；

(6)木材的本构关系，采用Bazan双折线的拉压本构关系模型。