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申请/专利权人：苏州科技大学;苏州市拙政园管理处

摘要：本发明公开了一种差异沉降下的假山拱形门径向裂纹状态的计算方法。所述计算方法包括如下步骤：将拱形门视作杆件体，两拱脚处视为固定支撑，将差异沉降视作为视为支座位移；根据拱形门结构的对称性，将所述支座位移分解为正对称结构与反对称结构两种状态的叠加，并计算所述反对称结构中的内力；根据内力计算结果推导裂纹截面处的应力场情况；以及根据所述裂纹截面处应力场情况，对权重函数和裂纹表面应力分布乘积进行积分，并计算出裂纹的应力强度因子。根据本发明的差异沉降下的假山拱形门径向裂纹状态的计算方法，以力法、截面法和权函数法等为基础，解决在工程计算中拱形门径向裂纹应力强度因子难以模型化计算的问题。

主权项：1.一种差异沉降下的假山拱形门径向裂纹状态的计算方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、将拱形门视作杆件体，两拱脚处视为固定支撑，将差异沉降视作为视为支座位移；S2、根据拱形门结构的对称性，将所述支座位移分解为正对称结构与反对称结构两种状态的叠加，并计算所述反对称结构中的内力；S3、根据内力计算结果推导裂纹截面处的应力场情况；以及S4、根据所述裂纹截面处应力场情况，对权重函数和裂纹表面应力分布乘积进行积分，并计算出裂纹的应力强度因子；其中步骤S2包括：根据拱顶半径R、裂纹方向与水平面夹角差异沉降值Δd、弹性模量E和截面惯性矩I，通过力法来计算拱顶内力，由力法计算式可得未知力X1为： 在中心极坐标下，拱顶弯矩分布为： 在中心极坐标下，拱顶剪力分布为： 其中步骤S3中，所述导裂纹截面处的应力场包括截面正应力和截面切应力，其中截面正应力分布为： 截面切应力分布为： 其中，a为裂纹宽度，SZ*表示计算点处横线以外的面积对中性轴的截面面积矩，其中，中性轴为裂纹横截面的上下对称轴，横线为过裂纹尖端处并与中心轴平行的直线，横线以外的面积表示横线以下的截面面积，b为横截面的宽度，T为构件厚度；并且，裂纹的应力强度因子表达形式如下： 其中，x为裂纹面坐标，a为裂纹长度，hIx,a、hIIx,a分别Ⅰ型应力强度因子与Ⅱ型应力强度因子的权函数，表示作用于x点处的单位集中力载荷诱导的裂纹尖端应力强度因子。

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