(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 202210748280.9 (22)申请日 2022.06.29 (71)申请人 长沙理工大 学 地址 410114 湖南省长 沙市天心区万家丽 南路二段96 0号 (72)发明人 颜东煌　黄茛　陈常松　凌李华　 佘勤聪　 (74)专利代理 机构 长沙正奇专利事务所有限责 任公司 431 13 专利代理师 李发军　曾利平 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/23(2020.01) G06F 17/16(2006.01) G06F 17/18(2006.01)G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 桥梁结构中混凝土收缩徐变计算方法、 设备 及存储介质 (57)摘要 本发明公开了一种桥梁结构中混凝土收缩 徐变计算方法、 设备及存储介质， 该方法包括采 用初应变法计算不同时段的应力增量和徐变应 变增量， 进而计算不同时刻的应力和徐变应变； 根据不同时段的应力增量、 应力应变 关系以及徐 变系数拟合函数计算时段Δtn+1内混凝土徐变引 起的单元等效结点荷载增量； 根据混凝土收缩应 变增量计算时段Δtn+1内混凝土收缩引起的单元 等效结点荷载增量。 本发明在应用于桥梁结构分 析时， 可准确计算结构中混凝土的收缩徐变效 应， 大幅度地 提高了计算效率， 节省了存 储空间。 权利要求书3页 说明书10页 附图1页 CN 115146347 A 2022.10.04 CN 115146347 A 1.一种桥梁结构中混凝 土收缩徐变 计算方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 采用初应变法计算不同时段的应力增量和徐变应变增量， 进而计算不同时刻的应力和 徐变应变； 根据不同时段的应力增量、 应力应变关系以及徐变系数拟合函数计算时段Δtn+1内混 凝土徐变引起的单 元等效结点荷载增量， 具体公式为： 其中， 为计算龄期tn+1徐变引起的单元等效结点荷载增量； 为徐变增量 记录参数； 为时刻tn徐变杆端内力增量； [B ]为单元内任一点的应变和结点位移之间 的转换关系， {Δσ }n为第n时段Δtn的应力增量， V为单元体积； Cj为徐变系数拟合参数； n为 时段数； τn为时刻tn的加载龄期； qj为徐变系数拟合参数； tn为开始龄期， tn+1为计算龄期， Δ tn+1＝tn+1‑tn； 根据混凝土收缩应变增量计算时段Δtn+1内混凝土收缩引起的单元等效结点荷载增 量， 具体公式为： 其中， 为计算龄期tn+1收缩引起的单元等效结点荷载增量； [D ]为弹性矩阵； εsh (∞)为收缩应 变终极值； p为收缩应 变变化率； τ0为时刻 τ0的加载龄期。 2.根据权利要求1所述的桥梁结构中混凝土收缩徐变计算方法， 其特征在于， 采用初应 变法计算 不同时刻的应力和徐变 应变的具体实现过程 为： 步骤1.1： 将时间t划分为一系列时段Δt1、 Δt2、…、 Δtn， t＝Δt1+Δt2+…+Δtj+…+Δ tn， Δtj＝tj‑tj‑1； 步骤1.2： 根据t＝t0时施加的荷载和材料常数计算第一时段Δt1的开始时刻t0的弹性 应力{Δσ }1， 假设弹性应力{Δσ }1在第一时段Δt1内保持不变， 计算第一时段Δt1末的徐变 应变增量{Δ εc}1； 步骤1.3： 在第二时段Δt2的开始时刻 t1， 以徐变应变增量{Δ εc}1作为初始应变， 再加上 当前的荷载增量， 求解弹性问题得到应力增量{Δσ }2； 假设在第二时段Δt2内应力和材料 常 数保持不变， 计算第二时段Δt2末的徐变 应变增量{Δ εc}2； 步骤1.4： 重复步骤1.3， 计算第j时段Δtj开始时刻ti‑1的应力增量{Δσ }j和第j时段Δ tj末的徐变 应变增量{Δ εc}j， 得到不同时段的应力增量和徐变 应变增量； 步骤1.5： 将所述步骤1.4得到的应力增量累加， 得到不 同时刻的应力； 将所述步骤1.4 得到的徐变 应变增量累加， 得到不同时刻的徐变 应变。权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115146347 A 23.根据权利要求1所述的桥梁结构中混凝土收缩徐变计算方法， 其特征在于， 计算 时段 Δtn+1内混凝土徐变引起的单 元等效结点荷载增量的具体实现过程 为： 步骤2.1： 根据应力 ‑应变关系以及第i时段Δti的应力增量{Δσ }i计算时刻ti的弹性应 变{Δ εe}i， 具体公式为： {Δ εe}i＝[D]‑1{Δσ }i 步骤2.2： 根据时刻ti的弹性应变{Δεe}i和徐变系数得到时段Δtn+1内产生的徐变应变 {Δ εc}i， 具体公式为： 其中， 为加载龄期为σi、 计算龄期为tn+1的徐变系数， 为加载龄期为 τi、 开始龄期为tn的徐变系数； 步骤2.3： 根据徐变 应变{Δ εc}i计算时段Δtn+1内的徐变 应变增量 具体公式为： 步骤2.4： 将徐变应变增量 作为初始应变， 计算等效结点荷载增量， 并将所述等 效结点荷载增量作用在时段Δtn+1末， 计算时段Δtn+1内混凝土徐变引起的单元等效结点荷 载增量 具体公式为： 步骤2.5： 根据徐变系数拟合函数和所述步骤2.4的单元等效结点荷载增量 公 式得到最终的时段Δtn+1内混凝土徐变引起的单 元等效结点荷载增量。 4.根据权利要求1或3所述的桥梁结构中混凝土收缩徐变计算方法， 其特征在于， 所述 徐变系数拟合 函数的表达式为： 其中， 为加载龄期为 τ、 计算龄期为t的徐变系数， 为名义徐变系数。 5.根据权利要求1所述的桥梁结构中混凝土收缩徐变计算方法， 其特征在于， 计算 时段 Δtn+1内混凝土收缩引起的单 元等效结点荷载增量的具体实现过程 为： 步骤3.1： 将混凝 土收缩应 变拟合成单相指数函数， 具体为： εsh(t)＝ εsh(∞)(1‑e‑pt) 其中， εsh(t)为t时刻的收缩应 变； p为收缩应 变变化率； εsh(∞)为收缩应 变终极值； 步骤3.2： 根据所述单相指数函数计算Δtn+1时段内单元内任一点产 生的混凝土收缩应权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115146347 A 3