[發明專利]一種獲取構件截面性能的參數化分析方法

有效

• 申請號: 202110708968.X
• 申請日: 2021-06-25
• 公開（公告）號: CN113378399B
• 公開（公告）日: 2022-10-04
• 發明（設計）人: 鐘劍;倪明;李想;楊濤;魏圓圓;王偉
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F119/14
• 代理公司: 合肥和瑞知識產權代理事務所(普通合伙) 34118
• 代理人: 金宇平

本發明提出的一種快速獲取構件截面性能的參數化分析方法，通過二維平面模型的建立，實現了對鋼筋混凝土構件截面中縱筋截面的連續化處理，將離散分布的縱筋等效為連續的中間套管區域，并基于該二維平面模型建立積分公式，對鋼筋混凝土構件截面的性能進行分析。如此，簡化了鋼筋混凝土構件截面的性能分析，并通過二維平面模型與鋼筋混凝土構件截面的實際構成的一致性，保證了通過二維平面模型對鋼筋混凝土構件截面的性能參數進行計算的精確可靠。

技術領域

本發明涉及領域，尤其涉及一種快速獲取構件截面性能的參數化分析方法。

背景技術

目前用于構件截面計算的軟件主要針對國外規范開發，分析控制參數、材料特性等與國內規定存在一定差異，如果照搬使用，會產生較大的誤差甚至得到錯誤的結果。而且在處理常規鋼管混凝土截面的信息時，并不能快速的提出所需信息。在日常的操作中輸入好相關數據后，輸出數據需要逐一統計、歸類，無法大規模的進行分析，無法總結出每一變量對截面曲率極限狀態的影響，更無法對實際的工程作出優化。如Xtract等相關軟件分析數據后研究者逐一提取數據，且分析不同截面尺寸時每次分析都要重新構建模型，進一步限制其應用范圍。如果研究的變量多，每次變動的幅度小，像這樣機械化操作，效率低下，會消耗大量的時間和精力。

另外，橋墩截面的四種損傷狀態對于易損性分析和韌性抗震的計算都是不可或缺的，而目前的商用軟件無法直接獲取全部的損傷狀態曲率，例如Xtract就無法直接獲取中等損傷的極限曲率。

發明內容

為了解決上述現有技術中構件截面計算方法操作復雜，效率低，提取參數不全等缺陷，本發明提出了一種快速獲取構件截面性能的參數化分析方法。

本發明采用以下技術方案：

一種快速獲取構件截面性能的參數化分析方法，適用于鋼筋混凝土構件，鋼筋混凝土構件由鋼筋網、填充在鋼筋網中的核心層混凝土和包裹在鋼筋網外周的保護層混凝土組成，鋼筋網由縱筋和箍筋組成；設定鋼筋混凝土構件的截面為垂直于縱筋的截面；

所述方法，包括以下步驟：

S1、獲取鋼筋混凝土構件的截面面積A_g，結合鋼筋混凝土構件的截面面積和鋼筋混凝土構件的配筋率ρ_l計算鋼筋混凝土構件截面上縱筋的總面積A_sl，A_sl＝ρ_l×A_g；

S2、獲得由內層區域、包裹在內層區域外圍的中間套管區域和包裹在中間套管區域外周的外層套管區域形成的二維平面模型，外層套管區域與鋼筋混凝土構件截面上的保護層混凝土區域重合，中間套管區域的面積為A_sl且沿周長方向等厚，且中間套管區域的外邊緣與外層套管區域的內邊緣重合；內層區域的外邊緣與中間套管區域的內邊緣重合；

S3、集合鋼筋混凝土構件的設計參數計算外層套管區域的內邊緣長度值作為中間套管區域的周長C_sl，計算中間套管區域的厚度d₀，d₀＝A_sl/C_sl；

S4、在二維平面模型所在平面上建立二維坐標系，以所述二維坐標系中x軸所在方向為二維平面模型的長度方向，計算沿所述長度方向上中間套管區域的厚度分布作為鋼管厚度函數T_s，計算沿所述長度方向上內層區域的厚度分布作為核心層厚度函數T_cc，計算沿所述長度方向上外層套管區域的厚度分布作為保護層厚度函數T_uc；

S5、結合函數T_s、T_cc、T_uc建立鋼筋混凝土構件截面在x軸所在方向上各處的積分平衡公式。

優選的，步驟S5中獲得的積分平衡公式為鋼筋混凝土構件的彎矩曲率函數M即曲線，為曲率；