(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 202210799341.4 (22)申请日 2022.07.08 (71)申请人 内蒙古工业大 学 地址 010051 内蒙古自治区呼和浩特市新 城区爱民街 49号 (72)发明人 白茹　刘曙光　闫长旺　张菊　 尹立强　 (74)专利代理 机构 北京睿智保诚专利代理事务 所(普通合伙) 11732 专利代理师 杜娟 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 30/13(2020.01) G06F 17/12(2006.01) G06F 113/26(2020.01)G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种PVA纤维水泥基复合材料梁的挠度预测 方法 (57)摘要 本发明公开了一种PVA纤维水泥基复合材料 梁的挠度预测方法， 应用于建筑工程领域， 包括： 基于经典层合板理论， 得到梁各截面的静力平衡 方程以及各层的位移、 应变和应力方程； 通过应 力方程得到梁的内力方程， 与静力平衡方程联 立， 得到挠度微分方程， 依据边界条件及连续条 件， 求解其中的待定系数， 得到梁的挠度计算模 型。 本方法基于经典层合板理论， 得到各层不同 位置下梁的挠度微分方程， 实现了对梁中任意层 和位置处的挠度计算； 通过以PVA纤维水泥基复 合材料的基本力学性能表示的矩 阵系数表示梁 受力全过程的三个阶段， 以此作为边界条件及连 续条件， 不仅充分考虑了梁在 整个受力过程中的 变量特性， 还能反映PVA纤维水泥基复合材料的 力学特性。 权利要求书2页 说明书7页 附图3页 CN 115186474 A 2022.10.14 CN 115186474 A 1.一种PV A纤维水泥基复合材 料梁的挠度预测方法， 其特 征在于， 包括： (1)基于经典层合板理论， 得到PVA纤维水泥基复合材料梁各截面的静力平衡方程以及 各层的位移方程、 应 变方程和应力方程； (2)通过所述各层的应力方程得到所述PV A纤维水泥基复合材 料梁各层的内力方程； (3)联立所述各截面的静力平衡方程和所述各层的内力方程， 得到挠度微分方程； (4)依据边界条件及连续条件， 求解所述挠度微分方程中的待定系数， 得到所述PVA纤 维水泥基复合材 料梁的挠度计算模型。 2.根据权利要求1所述的一种PVA纤维水泥基复合材料梁的挠度预测方法， 其特征在 于， 还包括： 在步骤(1)之前， 基于经典层合板理论， 将所述PVA纤维水泥基复合材料梁划分 为PVA纤维水泥基复合材 料层和钢筋层。 3.根据根据权利要求1所述的一种PVA纤维水泥基复合材料梁的挠度 预测方法， 其特征 在于， 还包括： 在步骤(4)得到所述PVA纤维水泥基复合材料梁的挠度计算模型后， 将所述 PVA纤维水泥基复合材料梁的挠度计算模型输入软件， 编成计算程序， 输入所述PVA纤维水 泥基复合材 料梁的预测参数， 得到所述PV A纤维水泥基复合材 料梁的荷载 ‑挠度曲线。 4.根据根据权利要求1所述的一种PVA纤维水泥基复合材料梁的挠度 预测方法， 其特征 在于， 步骤(1)中， 通过建立弯曲荷载作用下PVA纤维水泥基复合材料梁的经典层合板理论 的受力及变形模型得到所述PVA纤维水泥基复合材料梁各截面的静力平衡方程以及各层的 位移方程、 应 变方程和应力方程。 5.根据根据权利要求1所述的一种PVA纤维水泥基复合材料梁的挠度 预测方法， 其特征 在于， 步骤(4)中， 所述PV A纤维水泥基复合材 料梁的挠度计算模型为： 其中， P为荷载值； a1为第一个集中荷载距离支座左侧的位置； a2为第二个集中荷载距离 支座左侧的位置； L为梁的长度； 和 为待定系数； A(x)、 B(x)、 C(x)、 D(x)、 E(x)为矩 阵系数； 将梁的受力全过程分为三个阶段， 通过PVA纤维水泥基复合材料的基本力学性能将其权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115186474 A 2表示为矩阵系数A(x)、 B(x)、 C(x)、 D(x)、 E(x)， 作为所述 边界条件及连续条件， 如下： 开裂前阶段: 开裂至屈服阶段： 极限至破坏阶段： 其中， σtc、 σtu、 εtc、 εtu分别为PVA纤维水泥基复合材料的单轴拉伸开裂强度、 极限强度、 开裂应变和极限应变； σcp、 εtp分别为PVA纤维水泥基复合材料的单轴受压极限强度和极限 应变； Zk为第k层材 料距离中和轴的高度； Es、 fy分别为钢筋的弹性模型和 屈服强度。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115186474 A 3