(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 202211152650.9 (22)申请日 2022.09.21 (71)申请人 西安建筑科技大 学 地址 710055 陕西省西安市碑林区雁塔路 13号西安建 筑科技大 学 (72)发明人 程正杰　姚继涛　刘晓环　 (74)专利代理 机构 西安铭泽知识产权代理事务 所(普通合伙) 61223 专利代理师 田甜 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 119/02(2020.01) (54)发明名称 一种钢筋混凝 土柱的可靠度分析方法 (57)摘要 本发明涉及一种钢筋混凝土柱的可靠度分 析方法， 属于工程结构可靠度分析技术领域， 包 括以下步骤： 将设计参数导入钢筋混凝土柱的设 计公式后进行无量纲变换， 根据各作用效应系数 的概率特性， 获得多个相对受压区高度， 再对应 选择钢筋混凝土柱的功能函数， 对功能函数进行 求解获得可靠概率、 失效概率以及可靠指标； 本 发明通过对钢筋混凝土柱设计公式进行无量纲 形式变换， 充分考虑钢筋混凝土柱的破坏模式， 对其功能函数随条件而变化的情况进行计算， 提 高可靠度分析结果的准确性， 准确揭示钢筋混凝 土柱设计方法的可靠度控制水平， 特别是对于设 计中截面相对受压区高度接近界限破坏的情况； 本发明的分析方法准确度高， 使用范围广， 实用 性强， 值得推广。 权利要求书2页 说明书7页 附图2页 CN 115408759 A 2022.11.29 CN 115408759 A 1.一种钢筋混凝 土柱的可靠度分析 方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1、 根据配筋率ρ 选取钢筋混凝 土柱的一组设计参数； S2、 将选取的设计参数导入钢筋混凝土柱设计公式中， 再进行无量纲形式变换获得式 (1)： 其中， vN为轴压比， vM为相对弯矩， γ0为结构重要性系数， γ0为0.9‑1.1， γG为恒荷载分 项系数， γG为1.3， h0为截面有效高度， Gk为恒荷载标准值， fc为混凝土轴心抗压强度设计 值， b、 h为钢筋混凝土柱的截面尺寸， 为活荷载分项系数， 为1.5， γLi、 γLj为设计使用 年限可变荷载调整系数， γLi、 γLj为0.9～1.1， a0、 ai、 aj、 b0、 bi、 bj为作用效应系数， Qk(i≠j) 为活荷载， i， j为序号， ψcj为荷载组合 值系数， ψcj为0.7； S3、 根据式(1)中各作用效应系数的概率特性， 获得钢筋混凝土柱截面轴力的N个随机 值vN， 再将N个随机值vN分别导入式(2)中获得N个相对受压区高度 ξ： 其中， α1为系数， 当混凝土强度不超过C50， α1为1.0， 当混凝土强度为C80时， α1为0.94， 其间按线性内插法取值； S4、 将获得的N个相对受压区高度 ξ 分别导入式(3)中， 获得N个Z值； 其中， fy、 f'y分别为钢筋抗拉、 抗压强度 值， a's为受压区纵 向普通钢筋合力点至截面受 压边缘的距离， ηs是弯矩增大系数， e为轴向压力作用点至纵向受拉钢筋的合力点的距离， ξb为相对界限受压区高度， e'为轴向压力作用点至受压区纵向钢筋的合力点的 距离， ei为初始偏心距； ei＝e0+ea， e0为轴向压力对截面重心的偏心距， 取为 ea为附加偏心距， 其值取20mm和偏心方向截面尺寸的1/30两者中的最大值， S5、 统计N个Z值中大于等于0的数量记为Nr， 再将N、 Nr分别导入式(4)、 (5)中利用蒙特卡 洛模拟， 获得钢筋混凝 土柱的可靠概 率pr、 失效概率pf； pr＝Nr/N                                    (4) pf＝1‑pr                                       (5)权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115408759 A 2S6、 将获得的钢筋混凝土柱的失效概率pf， 导入式(6)中获得钢筋混凝土柱的可靠指标 β： β ＝Φ(pf)                                             (6) 其中， Φ(·)为标准正态分布函数。 2.根据权利要求1所述的一种钢筋混凝土柱的可靠度分析方法， 其特征在于， 所述钢筋 混凝土柱的设计参数包括混凝土强度fc， 钢筋强度fy、 f'y， 截面尺寸b、 h， 恒荷载Gk， 活荷载 Qk， 弯矩增大系数 ηs。 3.根据权利要求1所述的一种钢筋混凝土柱的可靠度分析方法， 其特征在于， 所述根据 配筋率ρ 选取钢筋混凝 土柱的一组设计参数， 包括以下步骤： 基于钢筋混凝 土柱的设计参数， 利用式(1)获得总 轴压比vN； 基于获得的总 轴压比vN， 利用式(2)中获得相对受压区高度 ξ； 基于获得的相对受压区高度， 再利用式(7)获得配筋率ρ， 权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115408759 A 3