(19)中华 人民共和国 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 202111646081.9 (22)申请日 2021.12.3 0 (71)申请人 广西大学 地址 530004 广西壮 族自治区南宁市西乡 塘区大学东路10 0号 (72)发明人 杨涛　庞瑞文　陈筱彬　李想　 龙夏毅　陈明宇　 (74)专利代理 机构 广西中知科创知识产权代理 有限公司 4513 0 代理人 韦莎 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 111/10(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 预应力BFRP筋混凝土框架倒塌荷载动力增 大系数计算方法 (57)摘要 本发明公开了预应力BFRP筋混凝土框架倒 塌荷载动力增大系数计算方法， 属于工程结构技 术领域。 本发明基于能量守恒原理， 结合预应力 BFRP筋的破坏特点， 提出了倒 塌荷载动力增大系 数DIF的计算方法， 并提出了DIF的简化计算模 型。 基于DIF的计算模型， 通过预估该类型框架柱 失效后对应结构部位的竖向位移即可确定静力 倒塌荷载动力增大系数DIF的取值， 静力倒塌分 析时采用的倒塌荷载取静力倒塌荷载与 DIF的乘 积。 本发明可为预应力BFRP筋混凝土框架的静力 倒塌分析提供直接的依据。 权利要求书2页 说明书5页 附图2页 CN 114266098 A 2022.04.01 CN 114266098 A 1.预应力BFRP筋混凝土框架倒塌荷载动力增大系数计算方法， 其特征在于， 包括如下 步骤： (1)计算框架梁中心轴的总伸长量ΔL， 求出边柱梁端框架梁中心轴的应变ε， 根据相似 三角形原 理求出梁端底部预应力BFRP筋的应变增量ΔεB1和梁端顶部预应力BFRP筋的应变 增量Δ εB2； (2)计算边柱梁端处的梁底部预应力BFRP筋的预应力增量Δσ1， 梁顶部预应力BF RP筋的 预应力增量Δσ2， 根据初始预应力及其增量求 出梁端弯矩M， 又由失效柱竖向位移Δs和框架 梁净跨L求出边柱梁端截面转角 θs， 根据边柱梁端截面转角 θs和梁端弯矩M求出框架梁两个 边柱梁端弯 矩M做的总功WM； (3)根据框架梁两个边柱梁端弯矩做的总功WM和失效柱荷载P做功 计算总外力的等效动 力荷载Pd， eq； (4)根据框架梁两个边柱梁端弯矩做的总功WM和失效柱竖向荷载P计算总的等效静荷载 Ps； (5)根据等效动力荷载Pd， eq和总的等效静荷载Ps计算倒塌 荷载动力增大系数DIF。 2.如权利要求1所述的预应力BFRP筋混凝土框架倒塌荷载动力增大系数计算方法， 其 特征在于： 步骤(1)中框架梁中心轴的总伸长量ΔL、 边柱梁端框架梁中心轴的应变ε、 梁底 部预应力BFRP筋的应变增量ΔεB1和梁顶部预应力BFRP筋的应变增量ΔεB2分别按以下公式 计算： 式中， Δs为由荷载P引起的失效柱竖向位移； L为框架梁净跨； h为框架梁的截面高度； e 为预应力BFRP筋的重心至梁截面中性轴的距离； lb为框架梁端受损段长度， 取(1.5～2.0) h。 3.如权利要求1所述的预应力BFRP筋混凝土框架倒塌荷载动力增大系数计算方法， 其 特征在于： 步骤(2)中边柱梁端处的梁底部预应力BFRP筋的预应力增量Δσ1， 梁顶部的预应 力BFRP筋的预应力增量Δσ2， 梁端弯矩M， 边柱 梁端截面转角 θs和框架梁 两个边柱梁端弯矩M 做的总功WM分别按以下公式计算： Δσ1＝Δ εB1·E (式5) Δσ2＝Δ εB2·E (式6) 权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114266098 A 2式中， E为预应力BFRP筋的弹性模量； A1为梁底部预应力BFRP筋总截面面积； A2为梁顶部 预应力BFRP筋总截面面积， 当预应力B FRP筋仅在梁底布筋时， A2＝0； σ01和σ02分别为梁底部 和顶部预应力BFRP筋的初始预应力。 4.如权利要求1所述的预应力BFRP筋混凝土框架倒塌荷载动力增大系数计算方法， 其 特征在于： 步骤(3)中总外力的等效动力荷载Pd， eq按照下式计算： 5.如权利要求1所述的预应力BFRP筋混凝土框架倒塌荷载动力增大系数计算方法， 其 特征在于： 步骤(4)中总的等效静荷载Ps按照下式计算： 6.如权利要求1所述的预应力BFRP筋混凝土框架倒塌荷载动力增大系数计算方法， 其 特征在于： 步骤(5)中倒塌 荷载动力增大系数DIF按下式计算： DIF＝Ps/Pd， eq (式12)。 7.如权利要求1所述的预应力BFRP筋混凝土框架倒塌荷载动力增大系数计算方法， 其 特征在于： 在 进行所述混凝土框架倒塌荷载动力增大系数DIF值的计算时， 做出以下基本假 定：①所有损伤均集中在 梁端， 梁中部处于弹性工作状态； ②不考虑混凝土开裂引起的能量 损失；③不考虑边柱梁端部非预应力筋在倒塌过程中所做的功； ④靠近边柱的框架梁端具 有相同的旋转角度。 8.一种计算模型， 其特征在于： 所述计算模型是通过权利要求1 ‑7任一项所述的预应力 BFRP筋混凝土框架倒塌荷载动力增大系数计算方法得到的DIF值拟合而成， 所述计算模型 为DIF随挠 跨比Δs/L变化的计算模型， 所述计算模型的计算公式如下： 9.利用权利要求8所述的计算模型进行预应力BFRP筋混凝土框架的静力倒塌分析的方 法， 其特征在于， 包括如下步骤： (1)设定结构在失效柱处的位移限值 为Δ′s， 计算挠跨比Δ′s/L； (2)利用(式13)确定与Δ ′s/L对应的DIF值； (3)在进行静力倒塌分析时， 实际施加在结构上的倒塌荷载取静力倒塌荷载与步骤(2) 计算所得DIF值的乘积。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114266098 A 3