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龙图腾网获悉同济大学申请的专利一种锈蚀钢筋混凝土柱偏心抗压承载力分析方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116204958B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-21发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310127327.4，技术领域涉及：G06F30/13；该发明授权一种锈蚀钢筋混凝土柱偏心抗压承载力分析方法是由姜超;顾祥林;丁豪设计研发完成，并于2023-02-16向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种锈蚀钢筋混凝土柱偏心抗压承载力分析方法在说明书摘要公布了：本发明涉及一种锈蚀钢筋混凝土柱偏心抗压承载力分析方法，包括以下步骤：测量并计算锈蚀前后偏心受压钢筋混凝土构件的基本参数；基于基本参数计算锈蚀偏心受压混凝土构件的界限锈蚀率并判定偏心受压破坏模式；分析不同偏心受压破坏模式对应的锈蚀钢筋混凝土构件的偏心受压承载力。与现有技术相比，本发明以判定正截面破坏时偏心受压柱中远离轴向力一侧即远侧及靠近轴向力一侧即近侧钢筋的应力状态为基础，实现远侧和近侧钢筋任意锈蚀程度时偏心受压钢筋混凝土构件的正截面承载力计算，涉及求解的最高次方程为一元二次方程，具有概念清晰、计算简便的优点，能够快速准确分析与评估偏心受压锈蚀钢筋混凝土构件的正截面承载力。

本发明授权一种锈蚀钢筋混凝土柱偏心抗压承载力分析方法在权利要求书中公布了：1.一种锈蚀钢筋混凝土柱偏心抗压承载力分析方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1测量并计算锈蚀前后偏心受压钢筋混凝土构件的基本参数； 所述的锈蚀前后偏心受压钢筋混凝土构件的基本参数包括初始截面宽度b、初始截面高度h、初始截面有效高度h0、远侧与近侧混凝土保护层厚度c及c'、远侧及近侧初始截面边缘至该侧纵筋合力点的距离as及a′s，其中，初始表示未锈蚀状态；混凝土强度等级、混凝土抗压强度fc、混凝土抗拉强度ft；变形或光圆的纵筋及箍筋的类型；远侧纵筋及近侧纵筋平均锈蚀率ηs及η's、远侧及近侧纵筋锈胀裂缝宽度w及w′；远侧纵筋及近侧纵筋初始配筋面积As0及A's0、远侧纵筋及近侧纵筋初始直径d0及d'0；远侧箍筋及近侧箍筋平均锈蚀率ηv及η'v、远侧及近侧箍筋锈胀裂缝宽度wv及w'v；箍筋初始直径dv0；未锈蚀远侧纵筋弹性模量Es0、屈服强度fy0、极限强度fu0、屈服应变εy0、强化应变εsh0、极限应变εu0；未锈蚀近侧钢筋弹性模量E's0、屈服强度f'y0、屈服应变ε'y0；最大相邻未锈断箍筋间距s；锈蚀损伤后截面宽度bc、锈蚀损伤后截面高度hc、锈蚀损伤后截面有效高度h0c、远侧及近侧锈蚀损伤后截面边缘至该侧纵筋合力点的距离asc及a′sc；远侧和近侧钢筋锈蚀致截面损伤折减系数φ及φ′；远侧及近侧纵筋锈蚀致截面损伤折减系数φs及φ′s；远侧及近侧箍筋锈蚀致截面损伤折减系数φv及φ′v；远侧及近侧纵筋锈蚀致混凝土保护层锈胀剥落临界锈蚀率ηs,sp及η′s,sp；远侧及近侧箍筋锈蚀致混凝土保护层锈胀剥落临界锈蚀率ηv,sp、η′v,sp；远侧纵筋零应力临界轴向力力臂etc；轴向力作用点至远侧纵筋合力点的距离e；近侧纵筋恰好受压屈服屈曲临界相对受压区高度ξ′bb； 步骤2基于基本参数计算锈蚀偏心受压混凝土构件的界限锈蚀率并判定偏心受压破坏模式； 所述的界限锈蚀率及偏心受压破坏模式由远侧纵筋零应力临界轴向力力臂etc与轴向力作用点至远侧纵筋合力点的距离e的大小关系区分为两类： 界限锈蚀率包括e＜etc时的界限Ⅰc锈蚀率ηsbb，e≥etc时的界限Ⅰt锈蚀率ηsyb、界限Ⅱt锈蚀率ηshb、界限Ⅲt锈蚀率ηsub； 偏心受压破坏模式包括e＜etc时的模式①c0≤ηs＜ηsbb、模式②cηsbb≤ηs≤1，e≥etc时的模式①t0≤ηs＜ηsyb、模式②tηsyb≤ηs＜ηshb、模式③tηshb≤ηs＜ηsub、模式④tηsub≤ηs≤1； 所述的界限Ⅰc定义为：在偏心轴向力作用下，锈蚀钢筋混凝土构件发生正截面破坏时，近侧边缘混凝土压碎，远侧纵筋恰好受压屈服屈曲； 所述的界限Ⅰt定义为：在偏心轴向力作用下，锈蚀钢筋混凝土构件发生正截面破坏时，近侧边缘混凝土压碎，远侧纵筋恰好受拉屈服； 所述的界限Ⅱt定义为：在偏心轴向力作用下，锈蚀钢筋混凝土构件发生正截面破坏时，近侧边缘混凝土压碎，远侧纵筋恰好受拉强化； 所述的界限Ⅲt定义为：在偏心轴向力作用下，锈蚀钢筋混凝土构件发生正截面破坏时，近侧边缘混凝土压碎，远侧纵筋恰好受拉断裂； 所述的模式①c定义为：在偏心轴向力作用下，锈蚀钢筋混凝土构件发生正截面破坏时，近侧边缘混凝土压碎，远侧纵筋仍处于受压弹性状态； 所述的模式②c定义为：在偏心轴向力作用下，锈蚀钢筋混凝土构件发生正截面破坏时，近侧边缘混凝土压碎，远侧纵筋已处于受压屈服屈曲状态； 所述的模式①t定义为：在偏心轴向力作用下，锈蚀钢筋混凝土构件发生正截面破坏时，近侧边缘混凝土压碎，远侧纵筋仍处于受拉弹性状态； 所述的模式②t定义为：在偏心轴向力作用下，锈蚀钢筋混凝土构件发生正截面破坏时，近侧边缘混凝土压碎，远侧纵筋已处于受拉屈服状态； 所述的模式③t定义为：在偏心轴向力作用下，锈蚀钢筋混凝土构件发生正截面破坏时，近侧边缘混凝土压碎，远侧纵筋已处于受拉强化状态； 所述的模式④t定义为：在偏心轴向力作用下，锈蚀钢筋混凝土构件发生正截面破坏时，近侧边缘混凝土压碎，远侧纵筋已处于受拉断裂状态； 所述界限Ⅰc锈蚀率ηsbb的确定方法包括以下步骤： 步骤211令σ′sc=f′bc、σsc=fbcηs，x=β1hc，σ′sc和σsc分别为近侧与远侧锈蚀纵筋应力，f′bc和fbc分别为近侧与远侧锈蚀纵筋受压极限应力，x为受压区高度，β1为等效矩形应力图相关系数；其中，f′bc和fbc分别由f′bcc、f′yc和fbcc、fyc中的较小值确定，f′bcc和fbcc分别为近侧与远侧锈蚀纵筋屈曲应力计算值，f′yc和fyc分别为近侧与远侧锈蚀纵筋屈服应力；代入力与弯矩平衡方程，得到fbc=fycηs时的关于ηs的一元一次方程或fbc=fbccηs时的关于ηs的一元二次方程； 步骤212求解界限Ⅰc锈蚀率ηsbb； 步骤2121求解步骤211中关于ηs的一元一次方程，取ηs在0~0.8范围内的解作为界限Ⅰc锈蚀率的待定解ηs1*；若ηs在此范围内无解，说明对于此种初始配筋信息及截面尺寸的锈蚀钢筋混凝土构件，不存在界限Ⅰc；此时，若ηs的计算值小于0，取ηs1*=0；若ηs的计算值大于0.8，取ηs1*=0.8；将ηs1*代入fycηs表达式得到界限Ⅰc下远侧纵筋屈服应力值fyc*ηs1*； 步骤2122求解步骤211中关于ηs的一元二次方程，取ηs在0~0.8范围内的解作为界限Ⅰc锈蚀率的待定解ηs2*；若ηs在此范围内无解，说明对于此种初始配筋信息及截面尺寸的锈蚀钢筋混凝土构件，不存在界限Ⅰc；若方程有解且小于0，取ηs2*=0；若解大于0.8，取ηs2*=0.8；若方程无解，取ηs2*=0.8；将ηs2*代入fbccηs得到界限Ⅰc下远侧纵筋受压极限应力值fbcc*ηs2*； 步骤2123比较fyc*ηs1*、fbcc*ηs2*大小确定界限Ⅰc锈蚀率ηsbb，若fyc*ηs1*＜fbcc*ηs2*，取界限Ⅰc锈蚀率ηsbb=ηs1*；若fyc*ηs1*≥fbcc*ηs2*，取界限Ⅰc锈蚀率ηsbb=ηs2*； 所述界限Ⅰt锈蚀率ηsyb的确定方法包括以下步骤： 步骤221令εsc=εycηs、σsc=fycηs、εct=εcu，式中，εsc为远侧锈蚀纵筋应变，εyc为远侧锈蚀纵筋屈服应变，εct为近侧混凝土边缘压应变，εcu为混凝土极限压应变，并假设近侧锈蚀纵筋已受压屈服屈曲，σ′sc=f′bc，代入力与弯矩平衡方程，并将弯矩平衡方程中的ξ1-ξ2项关于ξ线性近似，ξ为相对受压区高度，得到0≤ηs≤0.3时的关于ηs的一元一次方程或0.3＜ηs≤0.8时的关于ηs的一元二次方程； 步骤222求解界限Ⅰt锈蚀率ηsyb； 步骤2221求解方程，取ηs在对应范围内的较小解作为界限Ⅰt锈蚀率待定解ηsyb*；若ηs的计算值小于0，取ηsyb*=0；若ηs的计算值大于0.8，取ηsyb*=0.8；将ηsyb*代入εycηs，令εsc=εyc、εct=εcu，代入变形协调方程得到相对受压区高度待定值ξyb*； 步骤2222比较ξyb*与近侧纵筋恰好受压屈服屈曲临界相对受压区高度ξ′bb大小判断假设近侧锈蚀纵筋已受压屈服屈曲是否正确；若ξyb*≥ξ′bb，近侧锈蚀纵筋已受压屈服屈曲的假设成立，界限Ⅰt锈蚀率ηsyb=ηsyb*，相对受压区高度ξyb=ξyb*；若ξyb*＜ξ′bb，则近侧锈蚀纵筋受压未屈服屈曲，σ′sc=E′scε′sc，E′sc、ε′sc分别为近侧锈蚀纵筋弹性模量、应变，代入力与弯矩平衡方程，将ξ1-ξ2项关于ξ线性近似，重新列力与弯矩平衡方程组，整理得到关于ηs的一元一次方程或一元二次方程，求解ηsyb及ξyb；取ηs在对应范围内的较小解作为界限Ⅰt锈蚀率ηsyb；若ηs的计算值小于0，取ηsyb=0；若ηs的计算值大于0.8，取ηsyb=0.8；将ηsyb代入εycηs，令εsc=εyc、εct=εcu，代入变形协调方程得到相对受压区高度ξyb； 所述界限Ⅱt锈蚀率ηshb的确定方法包括以下步骤： 步骤231只需考虑0≤ηs≤0.3的情况，令εsc=εshcηs、σsc=fycηs、εct=εcu，式中，εshc为远侧锈蚀纵筋强化应变，并假设近侧锈蚀纵筋已受压屈服屈曲，σ′sc=f′bc，代入力与弯矩平衡方程，并将弯矩平衡方程中的ξ1-ξ2项关于ξ线性近似，得到关于ηs的一元二次方程； 步骤232求解界限Ⅱt锈蚀率ηshb； 步骤2321求解方程，取ηs在ηsyb~ηs,cr范围内的较小解作为界限Ⅱt锈蚀率待定解ηshb*，ηs,cr为锈蚀钢筋屈服平台消失时的临界锈蚀率，对于加速锈蚀情况，变形钢筋和光圆钢筋的ηs,cr分别取为0.3和0.15；对于自然锈蚀情况，变形钢筋和光圆钢筋的ηs,cr分别取为0.2和0.1；若ηs在此范围内无解，说明对于此种初始配筋信息及截面尺寸的锈蚀钢筋混凝土构件，不存在界限Ⅱt，取ηshb*=ηsyb；将ηshb*代入εshcηs，令εsc=εshc、εct=εcu，代入变形协调方程得到相对受压区高度待定值ξhb*； 步骤2322比较ξhb*与ξ′bb大小判断假设近侧锈蚀纵筋已受压屈服屈曲是否正确；若ξhb*≥ξ′bb，说明假设近侧锈蚀纵筋已受压屈服屈曲正确，界限Ⅱt锈蚀率ηshb=ηshb*，相对受压区高度ξhb=ξhb*；若ξhb*＜ξ′bb，则近侧锈蚀纵筋受压未屈服屈曲，σ′sc=E′scε′sc，代入力与弯矩平衡方程，并将弯矩平衡方程中的ξ1-ξ2项关于ξ线性近似，重新列力与弯矩平衡方程组，整理得关于ηs的一元二次方程，求解ηshb及ξhb；取ηs在ηsyb~ηs,cr范围内的较小解作为界限Ⅱt锈蚀率ηshb；若ηs在此范围内无解，说明对于此种初始配筋信息及截面尺寸的锈蚀钢筋混凝土构件，不存在界限Ⅱt，取ηshb=ηsyb；将ηshb代入εshcηs，令εsc=εshc、εct=εcu，代入变形协调方程得到相对受压区高度ξhb； 所述界限Ⅲt锈蚀率ηsub的确定方法包括以下步骤： 步骤241令εsc=εsucηs、σsc=fucηs、εct=εcu，fuc、εsuc分别为远侧锈蚀纵筋极限应力与极限应变，并假设近侧锈蚀纵筋已受压屈服屈曲，σ′sc=f′bc，代入力与弯矩平衡方程，并将弯矩平衡方程中的ξ1-ξ2项关于ξ线性近似，可得关于ηs的一元二次方程； 步骤242求解界限Ⅲt锈蚀率ηsub； 步骤2421求解方程，取ηs在ηshb~0.8范围内的较小解作为界限Ⅲt锈蚀率待定解ηsub*；若ηs在此范围内无解，说明对于此种初始配筋信息及截面尺寸的锈蚀钢筋混凝土构件，不存在界限Ⅲt，取ηsub*=0.8；将ηsub代入suc，令scsucctcu，代入变形协调方程得到相对受压区高度待定值ub 步骤2422若ubξ′bb，说明假设近侧锈蚀纵筋已受压屈服屈曲正确，界限Ⅲ锈蚀率subsub，相对受压区高度ubub；若ubξ′bb，则近侧锈蚀纵筋受压未屈服屈曲，σ′scE′scε′sc，代入力与弯矩平衡方程力与弯矩平衡方程，并将弯矩平衡方程中的1-2项关于线性近似，重新列力与弯矩平衡方程组求解subub，得到关于的一元二次方程，取在shb~0.8范围内的较小解作为界限Ⅲ锈蚀率sub；若在此范围内无解，说明对于此种初始配筋信息及截面尺寸的锈蚀钢筋混凝土构件，不存在界限Ⅲ，取sub=0.8；将sub代入suc，令scsucctcu，代入变形协调方程得到相对受压区高度ub 步骤3分析不同偏心受压破坏模式对应的锈蚀钢筋混凝土构件的偏心受压承载力。

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