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龍圖騰網(wǎng)獲悉上海寶冶集團(tuán)有限公司申請(qǐng)的專(zhuān)利基于有限元模型的異形大截面環(huán)形預(yù)應(yīng)力梁的設(shè)計(jì)方法獲國(guó)家發(fā)明授權(quán)專(zhuān)利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專(zhuān)利權(quán)由國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號(hào)為：CN119577923B 。

龍圖騰網(wǎng)通過(guò)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-08-29發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?專(zhuān)利號(hào)為：202510122203.6，技術(shù)領(lǐng)域涉及：G06F30/13；該發(fā)明授權(quán)基于有限元模型的異形大截面環(huán)形預(yù)應(yīng)力梁的設(shè)計(jì)方法是由陳琳;蔡鮮平;楊小剛;龍海航;王宏宏;劉明華設(shè)計(jì)研發(fā)完成，并于2025-01-26向國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的專(zhuān)利申請(qǐng)。

本基于有限元模型的異形大截面環(huán)形預(yù)應(yīng)力梁的設(shè)計(jì)方法在說(shuō)明書(shū)摘要公布了：本發(fā)明公開(kāi)了基于有限元模型的異形大截面環(huán)形預(yù)應(yīng)力梁的設(shè)計(jì)方法，涉及土木工程技術(shù)領(lǐng)域。為了解決異型環(huán)梁采用對(duì)稱(chēng)排布張拉會(huì)造成局部受力不均勻，可能會(huì)造成局部混凝土開(kāi)裂，影響整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的問(wèn)題；本發(fā)明通過(guò)有限元模型與有限元分析技術(shù)，結(jié)合異形大截面環(huán)梁的具體受力特性，實(shí)現(xiàn)了預(yù)應(yīng)力筋的優(yōu)化布置，確保結(jié)構(gòu)的受力均勻性與穩(wěn)定性，非對(duì)稱(chēng)式預(yù)應(yīng)力筋排布能夠根據(jù)具體工程的需求進(jìn)行靈活調(diào)整，使得截面受到的張拉值一致，使得張拉完成的環(huán)梁整體性更好，提升了結(jié)構(gòu)的施工精度和經(jīng)濟(jì)性，且通過(guò)分步施工和生死單元技術(shù)的應(yīng)用，有效降低了施工過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)，提升了施工效率和結(jié)構(gòu)安全性。

本發(fā)明授權(quán)基于有限元模型的異形大截面環(huán)形預(yù)應(yīng)力梁的設(shè)計(jì)方法在權(quán)利要求書(shū)中公布了：1.基于有限元模型的異形大截面環(huán)形預(yù)應(yīng)力梁的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟一：劃分施工段：獲取施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，確定環(huán)梁的基本幾何參數(shù)和材料屬性，基于環(huán)梁的基本幾何參數(shù)和材料屬性確定環(huán)梁的布置方案，基于所述布置方案將環(huán)梁整體劃分為若干個(gè)施工段； 步驟二：建立有限元模型：基于環(huán)梁的基本幾何參數(shù)和材料屬性建立環(huán)梁的有限元模型，所述有限元模型采用生死單元技術(shù)模擬各施工段的不同結(jié)構(gòu)狀態(tài)，具體包括： 采用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格和非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格相結(jié)合的混合網(wǎng)格進(jìn)行有限元基礎(chǔ)劃分，其中，結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格優(yōu)先，大截面環(huán)形預(yù)應(yīng)力梁的規(guī)則部分采用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分，針對(duì)邊緣非規(guī)則部分采用非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分，通過(guò)在不同區(qū)域使用不同類(lèi)型的網(wǎng)格，由此適應(yīng)于大截面環(huán)形預(yù)應(yīng)力梁的異形結(jié)構(gòu)； 根據(jù)結(jié)構(gòu)受力基礎(chǔ)理論，初步確定大截面環(huán)形預(yù)應(yīng)力梁的受力重點(diǎn)關(guān)注區(qū)域，包括應(yīng)力集中區(qū)域、變形較大區(qū)域和邊界條件作用區(qū)域，針對(duì)受力重點(diǎn)關(guān)注區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格加密劃分；在網(wǎng)格加密劃分區(qū)域與有限元基礎(chǔ)劃分部分形成網(wǎng)格密度變化的過(guò)渡區(qū)域，保證網(wǎng)格密度的平滑過(guò)渡； 所述網(wǎng)格加密具體如下： 獲取各種不同網(wǎng)格密度劃分情況下的有限元受力分析數(shù)據(jù)以及其對(duì)應(yīng)的受力分析精度數(shù)據(jù)； 獲取不同鋼筋配置的混凝土在不同環(huán)境溫度下的受力極限數(shù)據(jù)，以環(huán)境溫度為時(shí)的受力極限數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)，確定將不同鋼筋配置的混凝土在不同環(huán)境溫度下的受力極限數(shù)據(jù)折算為環(huán)境溫度為時(shí)的受力極限數(shù)據(jù)的溫度影響系數(shù)； 根據(jù)預(yù)應(yīng)力梁受力理論，對(duì)異形大截面環(huán)形預(yù)應(yīng)力梁的不同部位實(shí)施受力分析，得到各部位的理論受力數(shù)據(jù)，其中包括受力重點(diǎn)關(guān)注區(qū)域的理論受力數(shù)據(jù)；結(jié)合異形大截面環(huán)形預(yù)應(yīng)力梁設(shè)計(jì)的精度要求，采用以下公式計(jì)算受力重點(diǎn)關(guān)注區(qū)域的網(wǎng)格加密系數(shù)： 其中，為受力重點(diǎn)關(guān)注區(qū)域的網(wǎng)格加密系數(shù)，為受力重點(diǎn)關(guān)注區(qū)域的理論受力數(shù)據(jù)在對(duì)應(yīng)的受力分析精度數(shù)據(jù)等于設(shè)計(jì)的精度要求時(shí)的有限元網(wǎng)格密度，為保障受力分析精度數(shù)據(jù)等于設(shè)計(jì)的精度要求時(shí)的非受力重點(diǎn)關(guān)注區(qū)域和非過(guò)渡區(qū)域?qū)?yīng)的有限元網(wǎng)格密度，為實(shí)施有限元分析的異形大截面環(huán)形預(yù)應(yīng)力梁所處的環(huán)境溫度對(duì)應(yīng)的溫度影響系數(shù)； 根據(jù)計(jì)算得到的網(wǎng)格加密系數(shù)對(duì)受力重點(diǎn)關(guān)注區(qū)域?qū)嵤╋L(fēng)格加密，實(shí)施有限元受力分析，若分析得到的受力重點(diǎn)關(guān)注區(qū)域的受力數(shù)據(jù)與理論受力數(shù)據(jù)偏差超過(guò)設(shè)定值，則將受力重點(diǎn)關(guān)注區(qū)域分析得到的受力數(shù)據(jù)代替理論受力數(shù)據(jù)，重復(fù)以上步驟，如此迭代計(jì)算，直到分析得到的受力重點(diǎn)關(guān)注區(qū)域的受力數(shù)據(jù)與理論受力數(shù)據(jù)偏差不超過(guò)設(shè)定值為止； 采用上述迭代計(jì)算最后一次的受力重點(diǎn)關(guān)注區(qū)域的網(wǎng)格加密系數(shù)，對(duì)受力重點(diǎn)關(guān)注區(qū)域?qū)嵤┯邢拊W(wǎng)格加密； 步驟三：有限元計(jì)算：基于有限元模型模擬預(yù)應(yīng)力筋張拉和后澆帶縫針筋張拉過(guò)程，計(jì)算每個(gè)階段的環(huán)梁應(yīng)力、位移及內(nèi)力分布，根據(jù)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整； 步驟四：確定預(yù)應(yīng)力筋分布：分析張拉后環(huán)梁內(nèi)的應(yīng)力分布，根據(jù)張拉分析結(jié)果調(diào)整預(yù)應(yīng)力筋的分布方式，采用非對(duì)稱(chēng)式預(yù)應(yīng)力排布，還包括： 根據(jù)異形截面的受力需求及環(huán)梁不同位置的受力情況，結(jié)合環(huán)梁的施工段劃分，調(diào)整預(yù)應(yīng)力筋的布置角度、數(shù)量和分布形式； 步驟五：設(shè)計(jì)驗(yàn)證與施工方案優(yōu)化：根據(jù)計(jì)算結(jié)果，對(duì)預(yù)應(yīng)力筋布置方案、施工段劃分及施工工藝進(jìn)行綜合分析，并基于綜合分析結(jié)果優(yōu)化施工方案。

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