[发明专利]缆索极限承载力评估方法

说明书

本发明涉及一种缆索极限承载力评估方法，包括：步骤S1：建立各钢丝的每个最小的钢丝单元的F‑ΔL曲线；步骤S2：建立每根钢丝的F‑ΔL曲线；步骤S3：根据确定的钢丝F‑ΔL曲线，计算当缆索伸长量为各钢丝最大伸长量时缆索的承载力，并将计算得到的最大值作为缆索的最大承载力。与现有技术相比，本发明按照每根钢丝的最大伸长量来计算缆索的承载力，假定每根钢丝的伸长量是一致的，可以简化计算，同时也不至于造成太大的误差。

技术领域

本发明涉及缆索承载力计算领域，尤其是涉及一种缆索极限承载力评估方法。

背景技术

在计算受到腐蚀的缆索的承载力时，由于缆索腐蚀程度沿索长方向及径向非均匀分布，导致不同钢丝的不同部位对应有不同的承载力-伸长量曲线，对于由N根钢丝组成的整根缆索来说，要求解其承载力是复杂的材料非线性问题。

运用常规的有限元方法时，由于材料的非线性，有限元的求解方程Ka＝P不再是线性方程组，而变为非线性方程组K(a)a＝P，求解该方程需要反复迭代计算(如Newton-Raphson方法)，效率并不高。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种缆索极限承载力评估方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种缆索极限承载力评估方法，包括：

步骤S1：建立各钢丝的每个最小的钢丝单元的F-ΔL曲线；

步骤S2：建立每根钢丝的F-ΔL曲线；

步骤S3：根据确定的钢丝F-ΔL曲线，计算当缆索伸长量为各钢丝最大伸长量时缆索的承载力，并将计算得到的最大值作为缆索的最大承载力。

所述钢丝单元的本构模型为双折线模型；

步骤S1具体包括：

步骤S11：基于试验或钢丝腐蚀模型，确定钢丝单元的屈服荷载、极限承载力以及分别对应的伸长量，

步骤S12：根据屈服荷载、极限承载力以及分别对应的伸长量建立每个钢丝单元的F-ΔL曲线。

所述步骤S2中建立任一钢丝的F-ΔL曲线过程具体包括步骤：

步骤S21：将构成该钢丝的各钢丝单元的极限承载力汇总的最小值作为该根钢丝的极限承载力；

步骤S22：基于各钢丝单元的F-ΔL曲线，将个钢丝单元所受荷载达到钢丝的极限承载力时，各钢丝单元的伸长量之和作为钢丝的最大伸长量；

步骤S23：根据各钢丝单元的F-ΔL曲线，结合钢丝的最大伸长量和极限承载力，建立钢丝的F-ΔL曲线。

所述步骤S3具体包括步骤：

步骤S31：将各钢丝的最大伸长量排序；

步骤S32：从所有钢丝的最大伸长量中的最小值开始，依次计算当缆索伸长量分别为各钢丝的最大伸长量时，缆索的承载力；

步骤S33：将步骤S32中计算得到的缆索承载力的最大值作为缆索的极限承载力。

所述步骤S32具体包括步骤：

步骤S321：根据选定的伸长量和各钢丝的F-ΔL曲线，计算各未断裂钢丝的承载力；

步骤S322：将各未断裂钢丝的承载力之和作为缆索的承载力。

所述缆索由多根伸长量相同的钢丝串联组成，各钢丝由多个荷载一致的钢丝单元串联而成。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：