[发明专利]装配式地下结构注浆式榫槽接头抗弯承载能力计算方法

权利要求书

1.一种装配式地下结构注浆式榫槽接头抗弯承载能力计算方法，其特征在于包含如下步骤：

步骤一：确定装配式地下结构注浆式榫槽接头的几何尺寸；

步骤二：确定3拐点4折线弯矩转角M-θ曲线计算模型；

其中，先根据轴力条件，计算纯混凝土贡献弯矩M_1c、M_2c、M_3c、M_limc，然后进行系数修正，确定贡献要素系数和几何修正系数，计算最终接头各阶段弯矩M₁、M₂、M₃和M_lim；

步骤三：确定抗弯刚度；

其中，先在可输入变刚度条件下，根据M-θ曲线求得k_θ-M抗弯刚度曲线；然后，在仅能输入恒刚度条件下，M-θ曲线前两阶段的等效刚度值作为数值计算输入值。

2.如权利要求1所述的装配式地下结构注浆式榫槽接头抗弯承载能力计算方法，其特征在于：步骤一中几何尺寸包括榫长、榫宽、倾角和榫头个数。

3.如权利要求1所述的装配式地下结构注浆式榫槽接头抗弯承载能力计算方法，其特征在于：在步骤二中作为力学模型基础的混凝土贡献要素按照平面进行接头受力分析，建立3拐点4阶段折线模型的具体步骤如下：

步骤2.1：对应接触面混凝土贡献，全截面受压状态，接头结构承载处于线性阶段，拐点①对应全截面受压极限状态p₁＝0，接头总应力是轴力和弯矩分别产生应力的叠加，根据力和力矩平衡条件，通过下面的公式得到该阶段各项力学参数如下：

d₁＝p₁/K (6)

d₂＝p₂/K (7)

θ＝(d₂-d₁)/h (8)

其中：

N为轴力(kN)；

M为弯矩(kN·m)；

T为加力棒预拉力(kN)；

p₁、p₂为受拉侧和受压侧应力大小(kPa)；

h为接触面长度即注浆段长度(m)；

b为接头宽度(m)；

h_T为加力棒距离接触面中心的距离(m)；

T在压侧为正值、拉侧为负值，d₁和d₂为p₁和p₂分别对应的位移(m)；

而极限状态拐点①处各力学参数求解得到如下：

p₁＝0 (9)

步骤2.2：当M＞M₁，混凝土出现拉应力状态，其中h₀为接头混凝土贡献的有效高度，即接头混凝土有效受压区域，该阶段各项力学参数求解如下：

d₂＝p₂/K (2)

极限状态拐点②处有：

p₂＝α(N)·f_c (4)

其中：

f_c为混凝土抗压强度设计值(kPa)；

α(N)为修正系数，随轴力变化的函数，

结合后续阶段分析发现用下式计算拐点②弯矩：

M_2c＝M_1c+(M_3c-M_1c)/2 (5)

转角计算式为：

步骤2.3：随着弯矩增大，接头混凝土贡献的有效受压区域逐渐减小，直至p₂＝f_c，应力分布同步骤2.2，该阶段计算式同步骤2.2，极限状态拐点③各项力学参数求解如下：

步骤2.4：当应力p₂达到接头两侧混凝土抗压强度设计值f_c之后，接头混凝土开始进入屈服破坏阶段，随着弯矩的继续增大，屈服范围向受压端延伸，h₁为接头混凝土贡献屈服区域高度，h₀为接头混凝土贡献有效受压高度，该阶段各项力学参数求解如下：

阶段Ⅳ极限状态各项力学参数求解如下：