[发明专利]一种拉索等效预张力确定方法

说明书

本发明公开了一种拉索等效预张力确定方法，拉索等效预张力确定方法是基于非线性隐式方程构造和steffensen迭代法的拉索等效预张力确定方法，在结构荷载和支承状态已知的条件下，以荷载态下拉索索力值为目标，考虑几何非线性效应，将拉索等效预张力确定问题转化为多个相对独立的非线性隐式方程求解问题，基于steffensen迭代法原理构造出等效预张力的迭代公式，循环迭代求解得到索力误差在容许误差范围内的一组拉索等效预张力。本方法迭代次数少、求解时间短，具有二阶以上的收敛效率、较高的适用性、突出的计算效率和稳定性，广泛适用于各类预应力结构的拉索等效预张力确定问题。

技术领域

本发明涉及预应力结构技术领域，更具体涉及一种拉索等效预张力确定方法。

背景技术

预应力结构的拉索等效预张力是以初始应变或等效温差等方式施加在拉索单元上的非平衡力，主要应用于预应力拉索施工全过程的模拟分析。拉索等效预张力的确定问题为：当已知某种荷载态下的拉索实际索力值，求解所应施加在拉索上的等效预张力的问题，这是预应力结构形态分析理论中的关键问题之一，也是预应力结构施工仿真分析的基础。

目前预应力结构拉索等效预张力的确定多采用比值法和补偿法。当群索结构索力相互影响较大时，增量比值法和定量比值法较为激进，收敛不稳定，而且增量比值法需满足前后两次迭代所得的索力不等，定量比值法要求索力在迭代过程中不为零且不变号；而补偿法的收敛速度取决于补偿因子λ，λ较小则收敛较慢，λ较大则容易发散，迭代不稳定。

因此亟待提出一种适用性强、计算稳定且计算效率高的拉索等效预张力确定方法。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种拉索等效预张力确定方法，针对目前预应力结构等效预张力确定方法局限性大、稳定性差、计算效率低等不足，本方法适用性强、计算稳定且计算效率高。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种拉索等效预张力确定方法，拉索等效预张力确定方法是基于非线性隐式方程构造和steffensen迭代法的拉索等效预张力确定方法，在结构荷载和支承状态已知的条件下，以荷载态下拉索索力值为目标，考虑几何非线性效应，将拉索等效预张力确定问题转化为多个相对独立的非线性隐式方程求解问题，基于steffensen迭代法原理构造出等效预张力的迭代公式，循环迭代求解得到索力误差在容许误差范围内的一组拉索等效预张力。

进一步地，所述的拉索等效预张力确定方法，具体包括以下步骤，

(1)明确结构的荷载和支承状态，建立结构模型，对拉索进行分组，设定荷载态下各组拉索索力值F_i为目标，设定索力的容许误差δ；

(2)考虑几何非线性效应，将拉索等效预张力确定问题转化为多个相对独立的非线性隐式方程求解问题，拉索等效预张力确定问题转化为以下方程的求解，

其中，F_i为荷载态下第i组拉索的目标索力值，f⁽ⁱ⁾(P_i)为第i组拉索施加P_i等效预张力后的拉索索力值，为隐式非线性函数；

(3)基于steffensen迭代法原理构造出等效预张力的迭代公式，令f_i(P_i,n)＝F_i-f⁽ⁱ⁾(P_i,n)，则等效预张力的迭代公式可构造为，