(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210402368.5 (22)申请日 2022.04.18 (71)申请人 大连理工大 学 地址 116024 辽宁省大连市甘井 子区凌工 路２ 号 (72)发明人 李建波　牛燕如　程峰　李岱儫　 (74)专利代理 机构 辽宁鸿文知识产权代理有限 公司 21102 专利代理师 许明章　王海波 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/23(2020.01) E04B 1/98(2006.01) E04H 9/02(2006.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种考虑N、 M相关性的偏心受压梁柱构件抗 震裕度评估方法 (57)摘要 一种考虑N、 M相关性的偏心受压梁柱构件抗 震裕度评估方法， 构造偏心受压梁柱构件的N、 M 内力点对外包线方程； 根据承载力计算规定， 推 导Mm‑Nm极限抗震 能力曲线； 将N、 M内力点对外包 线转换为特征圆坐标系下与输入地震峰值加速 度直接相关的同心圆， 利用相同变化策略得到特 征圆坐标系下的极限抗震能力曲线， 将曲线上点 距原点最短距离定义为极限抗震能力对应的地 震加速度峰值。 本发明解决了传统方法不考虑内 力相关性的缺点， 极限抗震能力曲线的构造为评 估结构抗震性能提供便利， 特征圆坐标系下圆半 径对应于输入地震峰值加速度， 解决了传统方法 需要多次试算的问题。 本发明的分析方法为有效 评估偏心受压梁柱构件极限抗震能力提供了有 效参考。 权利要求书2页 说明书7页 附图6页 CN 114818063 A 2022.07.29 CN 114818063 A 1.一种考虑N、 M相关性的偏心受压梁柱构件抗震裕度评估方法， 其特征在于， 包括以下 步骤： A.根据传统振型分解反应谱法的中间结果， 构造偏心受压梁柱构件纯动力N、 M内力点 对外包线方程， 并表达为矩阵形式； B.将步骤A得到的[H]阵进行对角化处 理， 构造以输入加速度峰值 为半径的同心圆； 对[H]阵的对角化处 理， 具体为： H＝QΛQT 其中， Λ＝diag{λ1, λ2}， [H]阵为内力点对外包线方程的系数矩阵； [Λ] 和[Q]这两个矩阵的数学定义分别是[ H]阵的特征值矩阵和对应的特征向量矩阵； 在图形表 达中， [Λ]阵控制图形坐标的比例缩放， [Q]阵控制图形坐标的旋转 倾斜； C.用[Λ]阵和[Q]阵构造直角坐标系和特 征圆坐标系的坐标转换矩阵； 直角坐标系和特 征圆坐标系的坐标转换， 具体为： 其中， N是直角坐标系下偏心受压梁柱构件静力作用下产生的轴力， M是直角坐标系下 偏心受压梁柱构件静力作用下产生的弯矩， 是特征圆坐标系下偏心受压梁柱构件静力作 用下产生的轴力， 是特征圆坐标系下偏心受压梁柱构件静力作用下产生的弯 矩； D.根据规范推导给定配筋 条件下的结构极限抗震能力曲线， 分别得到以下Mm‑Nm关系方 程： 大偏心受压 小偏心受压 偏心受拉 其中， Nm为偏心受压梁柱构件的极限承载轴力； Mm为偏心受压梁柱构件的极限承载弯 矩； b为偏心受压梁柱构件横截面短边； h为偏心受压梁柱构件长边； as为受拉区混凝土保护 层厚度； a's为受压区混凝土保护层厚度； h0＝h‑2as为偏心受压梁柱构件长边净长； a1为矩 形应力图应力值系数， 取1.0； fc为混凝土轴心抗压强度设计值； ea为附加偏心距， 取20mm和 偏心方向截面最大尺寸的1/30两者中的较大值； fy为普通钢筋抗拉强度设计值； fy'为普通 钢筋抗压强度设计值； As为偏心受压梁柱构件横截面受拉侧配筋率； As'为偏心受压梁柱构 件横截面受压侧配筋率； ξ 为相对受压区高度； 根据上述方程在直角坐标系下构建封闭曲线， 在曲线上选取一定数量的离 散点； E.利用步骤C的坐标转换矩阵， 将步骤D中的离散点坐标转换为特征圆坐标系下的坐 标， 并得到特 征圆坐标系下的极限抗震能力曲线； F.利用步骤C、 E得到的特征圆坐标系下的同心圆、 极限抗震能力曲线， 找到特征 圆坐标权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114818063 A 2系下的极限抗震能力曲线上距坐标原点的最短距离， 以该距离为半径的特征圆， 代表该配 筋条件下满足抗震裕度要求的地震输入峰值加速度。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114818063 A 3