一种桩基础偏压配筋批量计算方法及其计算机存储介质与流程

本发明涉及输电线路结构设计，具体为一种桩基础偏压配筋批量计算方法及其计算机存储介质。

背景技术：

1、输电线路中，桩基础的应用广泛，由于施工机械及工艺等原因，大多数基础截面均为圆形，且由于输电铁塔主要承受风荷载、导线张力等水平力，使得圆形桩基础表现出偏心受压的受力特性，圆形桩基础偏心受压的配筋计算，规范有明确的计算公式，但是该公式无法直接求解，且输电线路属于线性工程，杆塔数量大，基础数量多，大部分工程技术人员主要采用试算法或表格计算确定偏心受压桩配筋量。

技术实现思路

1、为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提出了一种桩基础偏压配筋批量计算方法及其计算机存储介质。

2、本发明的技术方案如下：

3、一方面，本发明提出一种桩基础偏压配筋批量计算方法及其计算机存储介质，具体步骤包括：

4、获取工程项目中各桩基础的几何尺寸、材料数据和基础力数据；其中，几何尺寸包括桩半径r和钢筋保护层厚度c；材料数据包括钢筋抗拉强度设计值fy和混凝土抗压强度设计值fc；基础力数据包括桩基截面设计轴力n和桩基截面设计弯矩m；

5、根据各桩基础的几何尺寸、材料数据和基础力数据计算各桩基础受压区混凝土截面面积的圆心角与2π的比值α；

6、再根据各桩基础受压区混凝土截面面积的圆心角与2π的比值α计算各桩配筋量as。

7、作为优选实施方式，所述根据各桩基础的几何尺寸、材料数据和基础力数据计算各桩基础受压区混凝土截面面积的圆心角与2π的比值α步骤具体为：

8、根据混凝土结构设计规范得到各桩基础的几何尺寸、材料数据和基础力数据的约束条件，具体公式如下：

9、

10、

11、αt＝1.25-2α

12、ei＝e0+ea

13、e0＝m/n

14、ea＝max{20mm,r/15}

15、rs＝r-c

16、式中，α为各桩基础对应于受压区混凝土截面面积的圆心角与2π的比值；as为桩配筋量；e0为轴向压力对截面重心的偏心距；ea为附加偏心距；rs为纵向普通钢筋重心所在圆周的半径；

17、根据上述约束条件进行公式变换可得各桩基础对应于受压区混凝土截面面积的圆心角与2π的比值α的计算公式如下：

18、

19、再迭代求取满足上述约束公式的各桩基础对应于受压区混凝土截面面积的圆心角与2π的比值α。

20、作为优选实施方式，所述根据各桩基础受压区混凝土截面面积的圆心角与2π的比值α计算各桩配筋量as的步骤具体为：

21、

22、式中，fy为钢筋抗拉强度设计值；fc为混凝土抗压强度设计值；α为各桩基础对应于受压区混凝土截面面积的圆心角与2π的比值；n为桩基截面设计轴力；as为桩配筋量。

23、作为优选实施方式，所述迭代求取满足上述约束公式的各桩基础对应于受压区混凝土截面面积的圆心角与2π的比值α的迭代步骤具体为：

24、初始化计算参数αi，δi，δ，其中，αi为预设的α起始值，δi为各桩基础对应于受压区混凝土截面面积的圆心角与2π的比值α的计算公式两侧的差值，δ为预设的δi的最小值；

25、逐渐增加α值并减少δ的最小值，当α值满足各桩基础对应于受压区混凝土截面面积的圆心角与2π的比值α的计算公式时结束迭代计算；

26、输出当前桩基础的α值，并继续计算下一桩基础的α值，当所有桩基础的α值计算完成后结束迭代。

27、另一方面，本发明提出一种输电线路桩基础偏心受压配筋批量计算系统，包括：

28、基础数据获取模块，获取工程项目中各桩基础的几何尺寸、材料数据和基础力数据；其中，几何尺寸包括桩半径r和钢筋保护层厚度c；材料数据包括钢筋抗拉强度设计值fy和混凝土抗压强度设计值fc；基础力数据包括桩基截面设计轴力n和桩基截面设计弯矩m；

29、桩配筋角度计算模块，根据各桩基础的几何尺寸、材料数据和基础力数据计算各桩基础受压区混凝土截面面积的圆心角与2π的比值α；

30、桩配筋数量计算模块，再根据各桩基础受压区混凝土截面面积的圆心角与2π的比值α计算各桩配筋量as。

31、作为优选实施方式，所述根据各桩基础的几何尺寸、材料数据和基础力数据计算各桩基础受压区混凝土截面面积的圆心角与2π的比值α步骤具体为：

32、根据混凝土结构设计规范得到各桩基础的几何尺寸、材料数据和基础力数据的约束条件，具体公式如下：

33、

34、

35、αt＝1.25-2α

36、ei＝e0+ea

37、e0＝m/n

38、ea＝max{20mm,r/15}

39、rs＝r-c

40、式中，α为各桩基础对应于受压区混凝土截面面积的圆心角与2π的比值；as为桩配筋量；e0为轴向压力对截面重心的偏心距；ea为附加偏心距；rs为纵向普通钢筋重心所在圆周的半径；

41、根据上述约束条件进行公式变换可得各桩基础对应于受压区混凝土截面面积的圆心角与2π的比值α的计算公式如下：

42、

43、再迭代求取满足上述约束公式的各桩基础对应于受压区混凝土截面面积的圆心角与2π的比值α。

44、作为优选实施方式，所述根据各桩基础受压区混凝土截面面积的圆心角与2π的比值α计算各桩配筋量as的步骤具体为：

45、

46、式中，fy为钢筋抗拉强度设计值；fc为混凝土抗压强度设计值；α为各桩基础对应于受压区混凝土截面面积的圆心角与2π的比值；n为桩基截面设计轴力；as为桩配筋量。

47、作为优选实施方式，所述迭代求取满足上述约束公式的各桩基础对应于受压区混凝土截面面积的圆心角与2π的比值α的迭代步骤具体为：

48、初始化计算参数αi，δi，δ，其中，αi为预设的α起始值，δi为各桩基础对应于受压区混凝土截面面积的圆心角与2π的比值α的计算公式两侧的差值，δ为预设的δi的最小值；

49、逐渐增加α值并减少δ的最小值，当α值满足各桩基础对应于受压区混凝土截面面积的圆心角与2π的比值α的计算公式时结束迭代计算；

50、输出当前桩基础的α值，并继续计算下一桩基础的α值，当所有桩基础的α值计算完成后结束迭代。

51、另一方面，本发明提出一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现本发明任一实施例所述的一种桩基础偏压配筋批量计算方法及其计算机存储介质。

52、另一方面，本发明提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本发明任一实施例所述的一种桩基础偏压配筋批量计算方法及其计算机存储介质。

53、本发明具有如下有益效果：

54、1、本发明通过设计人员设计的初始参数，能够精确计算满足桩基础承载力要求的桩配筋量。

55、2、本发明可以批量计算一个项目工程内成百上千个桩基础，减少工程技术人员使用公式多次试算确定桩配筋量的时间，减少设计人员的工作量，提高了工作效率。