[发明专利]一种结构柱遭遇冲击荷载后的损伤评估方法

权利要求书

1.一种结构柱遭遇冲击荷载后的损伤评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、在静力设计的基础上通过定性分析得到符合实际冲击工况的影响参数；

S2、通过敏感性分析定量选取对结构柱损伤程度影响最大的两个影响参数p和q作为损伤评估参数；

S3、根据不同的结构柱破坏模式，建立对应的损伤评估指标计算模型，并量化形成统一的损伤评估等级界限；

S4、将损伤评估参数p和q分别作为横纵坐标，拟合绘制损伤评估等级界限处的等值线，得到损伤评估曲线；

S5、根据损伤评估参数p和q具体取值组合点与损伤评估曲线的位置关系，判定结构柱遭遇冲击荷载后的损伤程度是否达标，若是则结束评估，否则重新进行静力设计后返回步骤S1；

所述步骤S2包括以下分步骤：

S21、对特定结构柱赋予一个典型冲击工况作为基准工况，计算得到该结构柱的最大挠度，并将其作为基准挠度δ_s；

S22、针对步骤S1定性分析得到的影响参数，依次令各参数在基准工况的基础上按-ta％,-(t-1)a％,...,-a％,a％,...,(t-1)a％,ta％的变化幅度变化，并保持其他参数不变，通过LS-DYNA有限元程序计算得到结构柱的最大挠度δ_max；其中a为单位变化幅度，t为变化频次；

S23、根据基准挠度δ_s和最大挠度δ_max计算得到结构柱的挠度变化率ω，计算公式为：

ω＝(δ_max-δ_s)/δ_s

S24、将所有影响参数的挠度变化率整合为矩阵形式，得到挠度变化率矩阵[ω]：

其中挠度变化率矩阵[ω]中的元素ω_i,j表示影响参数j在变化幅度i下的挠度变化率，i＝1,2,...,m；j＝1,2,...,n，m为变化幅度总数，且m＝2t，n为影响参数总数；

S25、根据参数的变化幅度对挠度变化率矩阵[ω]进行调幅处理，得到敏感性系数矩阵[K]＝[A]·[ω]，其中[A]为调幅矩阵，表示为：

S26、计算得到敏感性系数矩阵[K]的列向量中各元素的最值Δ_j＝Max{|K_1j|,|K_2j|,|K_3j|,…,|K_mj|}，并将其作为各影响参数的敏感性系数；

S27、选取敏感性系数最大的两个影响参数作为损伤评估参数p和q。

2.根据权利要求1所述的结构柱遭遇冲击荷载后的损伤评估方法，其特征在于，所述步骤S3中的结构柱破坏模式包括弯型破坏模式、剪型破坏模式和弯剪破坏模式。

3.根据权利要求2所述的结构柱遭遇冲击荷载后的损伤评估方法，其特征在于，所述弯型破坏模式下的损伤评估指标计算模型为：

其中D表示损伤评估指标，δ₁为初始挠度，δ_c为失效挠度，Δδ为挠度安全储备。

4.根据权利要求2所述的结构柱遭遇冲击荷载后的损伤评估方法，其特征在于，所述剪型破坏模式下的损伤评估指标计算模型为：

其中D表示损伤评估指标，S₁为开裂面积，S为结构柱的截面面积，S′为结构柱的有效面积。

5.根据权利要求2所述的结构柱遭遇冲击荷载后的损伤评估方法，其特征在于，所述弯剪破坏模式下的损伤评估指标计算模型为：

其中D表示损伤评估指标，N为初始承载力，N₀为预加轴力，N′为剩余承载力。