(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 202210724571.4 (22)申请日 2022.06.24 (71)申请人 深圳市柏涛蓝森国际建 筑设计有限 公司 地址 518053 广东省深圳市南 山区沙河街 道兴隆西街2号华侨城综合市场二楼 201、 202 (72)发明人 林超伟　王兴法　王松帆　方飞虎　 吴昀泽　刘红星　高义奇　梁华　 (74)专利代理 机构 深圳市君胜知识产权代理事 务所(普通 合伙) 44268 专利代理师 王永文　刘文求 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/23(2020.01)G06F 111/10(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种基于不同承载力指标的剪力墙损伤参 数确定方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于不同承载力指标的 剪力墙损伤参数确定方法， 其中， 通过对整体剪 力墙的有限元分析， 基于能量等效将材料设计 值、 极限值的状态均等效为标准值模 型的损伤状 态， 并包括以下步骤： 建立采用材料设计值或极 限值对应构 件性能状态的有限元模 型， 分析得到 墙体承载力 ‑位移曲线， 根据力 ‑位移围合的面积 作为该状态的能量值； 根据能量等效原则， 确定 基于标准值模 型的承载力 ‑位移曲线中的位移数 值， 从而确定墙肢所处的损伤状态与损伤参数。 本发明基于不同承载力指标的剪力墙损伤参数 确定方法由于采用了在通用有 限元软件中针对 剪力墙损伤模 型和参数计算， 通过能量等效的方 式进行处理， 可以迅速且合理的确定损伤状态， 计算预测更为精准。 权利要求书1页 说明书6页 附图5页 CN 115221581 A 2022.10.21 CN 115221581 A 1.一种基于不同承载力指标的剪力墙损伤参数确定方法， 其特征在于， 通过对整体剪 力墙的通用有限元软件分析， 基于能量等效将材料设计值、 极限值的状态均等效为标准值 模型的损伤状态， 并包括以下步骤： A、 建立采用材料设计值或极限值对应构件性能状态的有限元模型， 分析得到墙体承载 力‑位移曲线， 根据力 ‑位移围合的面积作为该状态的能量 值； B、 根据能量等效原则， 确定基于标准值模型的承载力 ‑位移曲线中的位移数值， 从而确 定墙肢所处的损伤状态与损伤参数。 2.根据权利要求1所述的基于不同承载力指标的剪力墙损伤参数确定方法， 其特征在 于， 在所述 步骤A之前还设置有步骤： A0、 在有限元处 理软件中建立所述剪力墙的构件 模型并进行参数计算。 3.根据权利要求2所述的基于不同承载力指标的剪力墙损伤参数确定方法， 其特征在 于， 所述通用有限元 软件采用Paco、 Sausa ge、 Abaqus中的一种或多种。 4.根据权利要求3所述的基于不同承载力指标的剪力墙损伤参数确定方法， 其特征在 于， 所述步骤B中， 损伤状态的轻微损坏对应损伤 值为(0,0.3 ]， 轻度损坏对应损伤值为(0.3 ～0.5]， 中度损坏对应损伤值为(0.5～0.7]， 不严重损坏对应损伤值为(0.7～0.9]并对应 损伤墙体占全截面的30％， 较严重损伤对应损伤致 为(0.9,1)。 5.根据权利要求4所述的基于不同承载力指标的剪力墙损伤参数确定方法， 其特征在 于， 所述步骤A中的材料极限强度值， 其混凝土强度取立方强度的0.88倍， 钢筋强度取屈服 强度的1.25倍。 6.根据权利要求5所述的基于不同承载力指标的剪力墙损伤参数确定方法， 其特征在 于， 所述步骤A、 B中的设计值模型、 极限值模型和标准值模型损伤计算步骤为： 先进行竖向 荷载的施加过程， 之后竖向荷载保持不变， 再进 行水平荷载施加过程， 从而确定墙体的承载 力‑位移曲线与损伤分布。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115221581 A 2一种基于不同承 载力指标的剪力墙损伤参数确定方 法 技术领域 [0001]本发明涉及 一种基于混凝土损伤参数的构件性能状态判别实现方法， 尤其涉及的 是， 一种基于不同承载力指标的剪力墙损伤参数确定方法。 背景技术 [0002]现有技术中对混凝土剪力墙的损伤状态一般分为五种， 包括： 轻微损坏、 轻度损 坏、 中度损坏、 不严重损坏、 较严重损坏 。 这五种状态的判断准则虽然有 各种规范规定， 例如 《建筑抗震设计规范》 (GB  50011‑2010)中的 “不同承载能力构件对应不同性能要求的承载 力参考”这一内容， 用来确定构件的性能判断。 然而现有技术中确认该五种状态的方式一般 是通过破坏性试验的方式， 或者通过人为参数设置的分析实现， 往往判断不准确， 评估结构 受力构件的性能状态时存在一定的误差甚至得到错 误的结果。 [0003]混凝土作为重要的建筑材料已有百余年的历史， 考虑到混凝土本身材料构成的复 杂性， 尽管结构工程领域混凝土力学特性(包含本构模型)的研究得到了广泛的发展， 但对 混凝土损伤与断裂过程中的裂纹扩展以及损伤与断裂机制等基本问题， 仍需要进一步探 索。 [0004]模拟钢筋混凝土剪力墙非线性分析的有限元方法有实体分析法和壳元分析法。 剪 力墙的实体分析法是在通用有限元软件中分别建立混凝土和钢筋三 维几何模型， 并基于各 自的材料本构关系， 进行加载求解。 实体模型中混凝土和钢筋通过合理的边界耦合关系来 协调两者的变形。 常见的边界耦合关系有： ①共节点， 这种求解代价最小， 但对网格的划分 要求比较高； ②将钢筋或型钢埋置在混凝土实体里。 当建模时空间位置满足符合埋置的几 何关系时， 不同材料之间的耦合关系就能实现； ③不同材料之 间设置弹簧单元， 根据材料间 的粘结本构定义 弹簧属性。 前面两种方法是忽略不同材料间的粘结滑移。 总之， 实体分析方 法需要考虑不同材料 的连接关系， 这对模型几何划分的精细程度有较高的要求。 整体结构 采用这种方法的计算成本非常高， 而且计算的收敛性难以保证， 因此实体法基本只适用于 构件层面的分析。 [0005]因此， 采用二维壳元模型分析钢筋混凝土剪力墙整体结构， 既具有比较好的精度 和实用性， 又能兼顾计算效率， 在工程界与学术研究界得到了广泛的认可与发展。 其中， 分 层壳的二 维混凝土本构采用混凝土损伤模型， 能直观动画地反映剪力墙构件在荷载或地震 作用下的损伤变化历程。 损伤参数仅仅是表示构件的刚度退化程度， 损伤参数在[0,1]之 间， 当损伤 为0时表示墙肢完好， 当损伤为 1时表明墙肢完全破坏。 对于前述的剪力墙五种破 坏状态， 对应各个状态 的损伤参数是在(0,1)变化。 尽管 《建筑抗震设计规范》 (GB  50011‑ 2010)中有明确的承载力判断标准， 但仍缺乏可直接用于指导评估混凝土性能状态的损伤 参数取值区间。 [0006]在混凝土的损伤模型研究中， 大量学者针对具体工程情况提出了各种不同的损伤 本构模型， 但是 由于适用条件的特殊性及所建立本构模型 的复杂化， 很少有一种能够表达 简单、 便于工程师接受的一般损伤本构关系， 且以具有明确的物理意义的损伤参数标准来说　明　书 1/6 页 3 CN 115221581 A 3