[发明专利]基于P-M承载力曲线的结构件重要性系数计算方法

摘要

本发明公开了一种基于P‑M承载力曲线的结构件重要性系数计算方法，其特点是以构件截面材料破坏时抗弯承载力M与轴心承载力P之间的关系绘制P‑M相关曲线及稳定性控制曲线，得到两曲线包围的构件安全受力区域，具体计算包括：P‑M和稳定性控制曲线的绘制、计算承载力系数PMj和PM'j、计算重要性系数IFi和构件重要性的评价。本发明与现有技术相比具有物理意义明确，适用范围广，为关键构件进行抗连续倒塌设计提供了充分、可靠的参数，得到直观、定量和较为准确的构件安全冗余度，直观的反映整体结构、剩余结构中构件的安全储备，尤其适用于高层结构抗倒塌设计的安全性分析。

主权项

1.一种基于P‑M承载力曲线的结构件重要性系数计算方法，其特征在于以构件截面材料破坏时的抗弯承载力M与轴心承载力P之间的关系，绘制P‑M曲线及稳定性控制曲线，并计算得到构件的重要性系数，具体计算包括以下步骤：a、绘制P‑M曲线计算完整结构中的所有构件截面材料破坏时抗弯承载力M与轴心承载力P之间的关系，并绘制P‑M曲线；b、绘制稳定性控制曲线根据构件截面信息、杆件计算长度、边界条件及相关的设计规范，计算构件在受压、受弯和压弯工况下稳定性的承载力极限，并绘制稳定性控制曲线，P‑M曲线与稳定性控制曲线所包围的区域即为构件安全受力区域；c、计算承载力系数PMj和PM′j选择需要计算重要性系数的一根构件作为拆除构件i，按下述式(1)和式(2)分别计算同一工况下完整结构和拆除构件i后剩余结构中构件j的承载力系数PMj和PM′j：(j＝1,2,...,n,且j≠i)；(2)式中：n为完整结构中的构件数；pj和p′j分别为完整结构和拆除构件i后剩余结构中所受的轴力；mj和m′j分别为完整结构和拆除构件i后剩余结构中所受的双向弯矩；rj和r′j分别为完整结构和拆除构件i后剩余结构中所受的极限承载力半径；d、计算重要性系数IFi按下述(3)式计算拆除构件i的重要性系数IFi：式中：分别为完整结构和拆除构件i后剩余结构的整体承载水平；e、评价构件的重要性根据上述计算的重要性系数IFi，对该构件作出重要性的评价，重要性系数IFi的数值越大，表明构件i在完整结构中的重要性越高，即拆除该构件i后对完整结构承载性能造成的不利影响越大。