[发明专利]钢管混凝土构件整体与局部损伤联合评估模型的构建方法

权利要求书

1.钢管混凝土构件整体与局部损伤联合评估模型的构建方法，其特征在于，包括：

获取钢管混凝土构件的设计参数及施加于钢管混凝土构件上的若干组冲击工况；

根据设计参数和冲击工况，采用有限元仿真软件计算得到每组冲击工况下钢管混凝土构件的整体变形和残余承载力；

根据每组整体变形和残余承载力，采用钢管混凝土构件在开裂前后相统一的整体损伤评估模型计算钢管混凝土构件的整体损伤评估指标；

选取整体损伤评估指标等于整体损伤边界点的冲击工况，并采用同一整体损伤边界点对应的所有冲击工况绘制钢管混凝土构件的整体损伤评估曲线；

选取每条整体损伤评估曲线的水平渐近线的数值作为冲击荷载作用下钢管混凝土构件的整体耗能，整体损伤评估曲线上的任一点作为总耗能；

获取预设的局部损伤评估指标，并结合局部损伤评估模型及整体耗能、总耗能和局部耗能的关系式，计算每条整体损伤评估曲线上的局部损伤分界点；

连接同一局部损伤评估指标对应的局部损伤分界点作为局部损伤评估曲线，采用交汇的整体损伤评估曲线和局部损伤评估曲线形成的多个损伤等级构成整体与局部损伤联合评估模型；

开裂前后相统一的整体损伤评估模型的计算公式为：

其中，δ为钢管混凝土构件在遭遇冲击荷载后的最大变形；δ_cra为钢管混凝土构件在发生开裂时的临界变形；R'为钢管混凝土构件在遭遇冲击荷载后的残余承载力；R_cra为钢管混凝土构件在发生开裂时的临界残余承载力；W为整体损伤评估指标；

所述局部损伤评估模型的计算公式为：

其中，L为局部损伤评估指标；E_total为总耗能；E_local为局部耗能；

整体耗能、总耗能和局部耗能的关系式为：E_local＝E_total-E_globle，E_globle为整体耗能；

所述局部损伤分界点为整体损伤评估曲线的局部耗能。

2.根据权利要求1所述的钢管混凝土构件整体与局部损伤联合评估模型的构建方法，其特征在于，所述整体损伤边界点包括-0.5、0和0.5；预设的局部损伤评估指标包括0.05和0.1；

在同一坐标系的整体损伤评估曲线和局部损伤评估曲线将钢管混凝土构件在冲击荷载作用下的整体损伤和局部损伤划分为8种损伤等级，其分别为：

当W∈[-1,-0.5)时，钢管混凝土构件发生轻微损伤；

当W∈[-0.5,0)且L∈(0,0.05)时，钢管混凝土构件整体发生中等损伤、局部发生轻微损伤；

当W∈[-0.5,0)且L∈[0.05,0.1)时，钢管混凝土构件整体和局部均发生中等损伤；

当W∈[-0.5,0)且L∈[0.1,1)时，钢管混凝土构件整体发生中等损伤、局部发生严重损伤；

当W∈[0,0.5)且L∈(0,0.05)时，钢管混凝土构件整体发生严重损伤、局部发生轻微损伤；

当W∈[0,0.5)且L∈[0.05,0.1)时，钢管混凝土构件整体发生严重损伤、局部发生中等损伤；

当W∈[0,0.5)且L∈[0.1,1)时，钢管混凝土构件整体和局部均发生严重损伤；

当W∈[0.5,1]时，钢管混凝土构件发生破坏失效。

3.根据权利要求2所述的钢管混凝土构件整体与局部损伤联合评估模型的构建方法，其特征在于，所述冲击工况包括冲击体质量和冲击动能；绘制整体损伤评估曲线时，采用冲击体质量作为横坐标，冲击动能作为纵坐标。

4.一种权利要求1-3任一方法构建的整体与局部损伤联合评估模型的应用，其特征在于，包括：

获取加载于与构建整体与局部损伤联合评估模型设计参数相同的钢管混凝土构件上的冲击工况；

根据冲击工况和整体与局部损伤联合评估模型的位置关系，确定钢管混凝土构件在冲击工况下的整体损伤与局部损伤程度。