[发明专利]一种获取构件截面性能的参数化分析方法

权利要求书

1.一种获取构件截面性能的参数化分析方法，适用于钢筋混凝土构件，钢筋混凝土构件由钢筋网、填充在钢筋网中的核心层混凝土(3)和包裹在钢筋网外周的保护层混凝土(2)组成，钢筋网由纵筋(1)和箍筋组成；设定钢筋混凝土构件的截面为垂直于纵筋(1)的截面；

所述方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、获取钢筋混凝土构件的截面面积A_g，结合钢筋混凝土构件的截面面积和钢筋混凝土构件的配筋率ρ_l计算钢筋混凝土构件截面上纵筋(1)的总面积A_sl，A_sl＝ρ_l×A_g；

S2、获得由内层区域(30)、包裹在内层区域(30)外围的中间套管区域(10)和包裹在中间套管区域(10)外周的外层套管区域(20)形成的二维平面模型，外层套管区域(20)与钢筋混凝土构件截面上的保护层混凝土(2)区域重合，中间套管区域(10)的面积为A_sl且沿周长方向等厚，且中间套管区域(10)的外边缘与外层套管区域(20)的内边缘重合；内层区域(30)的外边缘与中间套管区域(10)的内边缘重合；

S3、集合钢筋混凝土构件的设计参数计算外层套管区域(20)的内边缘长度值作为中间套管区域(10)的周长C_sl，计算中间套管区域(10)的厚度d₀，d₀＝A_sl/C_sl；

S4、在二维平面模型所在平面上建立二维坐标系，以所述二维坐标系中x轴所在方向为二维平面模型的长度方向，计算沿所述长度方向上中间套管区域(10)的厚度分布作为钢管厚度函数T_s，计算沿所述长度方向上内层区域(30)的厚度分布作为核心层厚度函数T_cc，计算沿所述长度方向上外层套管区域(20)的厚度分布作为保护层厚度函数T_uc；

S5、结合函数T_s、T_cc、T_uc建立钢筋混凝土构件截面在x轴所在方向上各处的积分平衡公式；

步骤S5中获得的积分平衡公式为钢筋混凝土构件的弯矩曲率函数M即曲线，为曲率，M为弯矩，L为钢筋混凝土构件截面的长度；

其中，σ_s表示纵筋(1)的应变为ε时的钢筋应力，σ_s(x)＝σ_s；σ_uc表示保护层混凝土(2)应变为ε时的混凝土应力，σ_uc(x)＝σ_uc；σ_cc表示核心层混凝土(3)应变为ε时的混凝土应力，σ_cc(x)＝σ_cc，L₀为应变函数中的中性轴位置，为设计值，L₀根据计算获得；T_s(x)＝T_s，T_uc(x)＝T_uc，T_cc(x)＝T_cc，L₁为保护层混凝土(2)的厚度，L₂＝L-L₁；

在步骤S5之后还包括步骤S6：结合弯矩曲率函数定义钢筋混凝土构件的损伤状态，并获得各损伤状态下的曲率和弯矩。

2.如权利要求1所述的获取构件截面性能的参数化分析方法，其特征在于，步骤S6中定义有四种损伤状态，分别为：

初始损伤：纵筋(1)首次屈服时钢筋混凝土构件的状态；

中等损伤；实际曲线与理想弹塑性曲线所围面积相等时钢筋混凝土构件的状态；实际曲线与理想弹塑性曲线所围面积相等是指：实际曲线与理想弹塑性曲线处于同一平面坐标系中，以坐标原点和实际曲线上的点为对角顶点的矩形的面积与以坐标原点和实理想弹塑性曲线上的点为对角顶点的矩形的面积相等；实际曲线即步骤S5中获得的弯矩曲率函数M；

极限损伤：核心层混凝土(3)应力达到峰值时钢筋混凝土构件的状态；

倒塌损伤：核心层混凝土(3)应变达到峰值时钢筋混凝土构件的状态；

初始损伤、中等损伤、极限损伤和倒塌损伤的损伤严重程度依次递增。