[发明专利]一种获取构件截面性能的参数化分析方法

说明书

本发明提出的一种快速获取构件截面性能的参数化分析方法，通过二维平面模型的建立，实现了对钢筋混凝土构件截面中纵筋截面的连续化处理，将离散分布的纵筋等效为连续的中间套管区域，并基于该二维平面模型建立积分公式，对钢筋混凝土构件截面的性能进行分析。如此，简化了钢筋混凝土构件截面的性能分析，并通过二维平面模型与钢筋混凝土构件截面的实际构成的一致性，保证了通过二维平面模型对钢筋混凝土构件截面的性能参数进行计算的精确可靠。

技术领域

本发明涉及领域，尤其涉及一种快速获取构件截面性能的参数化分析方法。

背景技术

目前用于构件截面计算的软件主要针对国外规范开发，分析控制参数、材料特性等与国内规定存在一定差异，如果照搬使用，会产生较大的误差甚至得到错误的结果。而且在处理常规钢管混凝土截面的信息时，并不能快速的提出所需信息。在日常的操作中输入好相关数据后，输出数据需要逐一统计、归类，无法大规模的进行分析，无法总结出每一变量对截面曲率极限状态的影响，更无法对实际的工程作出优化。如Xtract等相关软件分析数据后研究者逐一提取数据，且分析不同截面尺寸时每次分析都要重新构建模型，进一步限制其应用范围。如果研究的变量多，每次变动的幅度小，像这样机械化操作，效率低下，会消耗大量的时间和精力。

另外，桥墩截面的四种损伤状态对于易损性分析和韧性抗震的计算都是不可或缺的，而目前的商用软件无法直接获取全部的损伤状态曲率，例如Xtract就无法直接获取中等损伤的极限曲率。

发明内容

为了解决上述现有技术中构件截面计算方法操作复杂，效率低，提取参数不全等缺陷，本发明提出了一种快速获取构件截面性能的参数化分析方法。

本发明采用以下技术方案：

一种快速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和包裹在钢筋网外周的保护层混凝土组成，钢筋网由纵筋和箍筋组成；设定钢筋混凝土构件的截面为垂直于纵筋的截面；

所述方法，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的总面积A_sl，A_sl＝ρ_l×A_g；

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

S3、集合钢筋混凝土构件的设计参数计算外层套管区域的内边缘长度值作为中间套管区域的周长C_sl，计算中间套管区域的厚度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。

优选的，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；