(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 202210591995.8 (22)申请日 2022.05.27 (71)申请人 中国矿业大 学 地址 221000 江苏省徐州市铜山区大 学路1 号 (72)发明人 刘伟鑫　王勇　古傲林　王姗姗　 王昕鹤　孟子扬　田浩宇　黄帆　 黄嘉莉　朱恒　高亮　 (74)专利代理 机构 南京经纬专利商标代理有限 公司 32200 专利代理师 徐尔东 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 30/13(2020.01) G06F 17/11(2006.01)G06F 17/18(2006.01) G06F 119/14(2020.01) G06F 111/10(2020.01) (54)发明名称 基于钢筋应变差的火灾下混凝土双向板极 限状态分析方法 (57)摘要 本发明公开了基于钢筋应变差的火灾下混 凝土双向板极限状态分析方法， 包括以下步骤： (1)进行板块划分(2)根据混凝土板的变形情况 假设每个板块的内力情况； (3)得到x方向板截面 图(4)确定刚性板块和中心矩形钢筋网板块交点 坐标值x0和y0； (5)确定板跨中x方向钢筋平均应 变 与混凝土板刚性板块和矩形钢筋网区 域交接位置钢筋的平均应变 (6)得出混 凝土双向板跨中点总 位移wtotal； (7)得出板块之 间压力C和剪切 力S； (8)求得刚性板块1和刚性板 块2的荷载q12以及刚性板块3和刚性板块4的荷 载q34； (9)得出承载力q的计算公式， 能够考虑到 温度和荷载的耦合， 分析 结果更加准确。 权利要求书2页 说明书9页 附图3页 CN 115392066 A 2022.11.25 CN 115392066 A 1.基于钢筋应变差的火灾下混凝土双向板极限状态分析方法， 其特征在于， 包括以下 步骤： (1)确定均布荷载条件下楼盖形成的屈服线图及受拉受压薄膜区域， 并进行板块划分， 确定的受拉薄膜区域为一块矩形区域， 板块划分为周边4个梯形形状的刚性板块 1‑4和一个 四棱锥形状的中心 矩形钢筋网板块； (2)根据混凝 土板的变形情况假设每 个板块的内力情况； (3)确定屈服线与板长边夹角α与板长L和板宽l的关系以及刚性板块3、 刚性板块4绕y 轴的转角 θy与刚性板块1、 刚性板块2绕x轴转角 θx的关系得到x方向板截面图； (4)根据x方向板截面 图以及屈服线与板长边夹角α与板长L和板宽l， 几何分析确定刚 性板块和中心 矩形钢筋网板块交点 坐标值x0和y0； (5)根据x方向板截面图， 确定板跨中x方向钢筋平均应变 与混凝土板刚性板块和 矩形钢筋网区域交接位置钢筋的平均应 变 (6)根据步骤(5)获得的板跨中x方向钢筋平均应变 与混凝土板刚性板块和矩形钢 筋网区域交接位置钢筋的平均应变 利用应变差表达出混凝土双 向板跨中点总位移 wtotal； (7)根据步骤(6)获得的混凝土双向板跨中点总位移wtotal， 对刚性板块1、 刚性板块2、 刚 性板块3、 刚性板块 4， 列x方向和y方向的内力平衡方程， 得板块之间压力C和剪切力S； (8)根据步骤(7)得到的板块之间压力C和剪切力S； 确定刚性板块上的外力与外力矩， 得出刚性板块 1和刚性板块2的弯矩平衡方程以及刚性板块3和刚性板块4的弯矩平衡方程， 最终求得刚性板块1和刚性板块2的荷载q12以及刚性板块3和刚性板块 4的荷载q34； (9)根据步骤(8)中确定的荷载q12、 荷载q34与中部钢筋网的承载力得出最终承载力q的 计算公式。 2.根据权利要求1所述的基于钢筋应变差的火灾下混凝土双向板极限状态分析方法， 其特征在于， 步骤(3)中屈服线与板 长边夹角 α 同板 长L和板宽l存在以下关系： 其中λ＝L/l； 刚性板块3、 刚性板块4绕y轴的转角 θy与刚性板块1、 刚性板块2绕x轴转角 θx存在以下关 系： 3.根据权利要求1所述的基于钢筋应变差的火灾下混凝土双向板极限状态分析方法， 其特征在于， 步骤(4)中x0和y0表达式如下： 权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115392066 A 24.根据权利要求1所述的基于钢筋应变差的火灾下混凝土双向板极限状态分析方法， 其特征在于， 步骤(5)中 与 表达式如下： 5.根据权利要求1所述的基于钢筋应变差的火灾下混凝土双向板极限状态分析方法， 其特征在于， 步骤(6)中wtotal的表达式如下： 6.根据权利要求1所述的基于钢筋应变差的火灾下混凝土双向板极限状态分析方法， 其特征在于， 步骤(7)中C与S的表达式如下： C＝x0Tyh·cosα +y0Txh·sinα； S＝x0Tyh·sinα‑y0Txh·cosα； 其中， Tyh， Txh分别为钢筋力Tx和Ty的水平分力。 7.根据权利要求1所述的基于钢筋应变差的火灾下混凝土双向板极限状态分析方法， 其特征在于， 步骤(8)中刚性板块1、 刚性板块2弯矩平衡方程与刚性板块3、 刚性板块4弯矩 平衡方程分别如下： Mq12+MTyv+MTRx‑MTyh‑Mcx‑Msx‑Mux＝0； Mq34+MTxv+MTRy‑MTxh‑Mcy‑Msy‑Muy＝0； 其中， Mq12与Mq34为外荷载对支座O点的力矩； MTyh和MTyv分别为钢筋水平分力Tyh和竖向分 力Tyv对支座O点的力矩； MTxh和MTxv分别为钢筋水平分力Txh和竖向分力Txv对支座O'点的力 矩； MTRx和MTRy分别为x方向与y方向上的热弯矩； Mcx和Msx为板块间压力C和 剪切力S对支座O 点的力矩； Mcy和Msy为板块间压力和剪切力对支座O'点的力矩； Mux与Muy为混凝土截面抵抗 矩。 8.根据权利要求1所述的基于钢筋应变差的火灾下混凝土双向板极限状态分析方法， 其特征在于， 步骤(9)中q的表达式如下： 其中qs为中部钢筋网承载力。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115392066 A 3