[發明專利]一種車輻式索網的直接找形方法

有效

• 申請號: 201910716660.2
• 申請日: 2019-08-05
• 公開（公告）號: CN110502810B
• 公開（公告）日: 2023-05-30
• 發明（設計）人: 吳小賓;陳強;陳志強;謝俊喬
• 申請（專利權）人: 中國建筑西南設計研究院有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F30/13;G06F30/18;G06F17/12;G06F119/14
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 劉凱

1.一種車輻式索網的直接找形方法，其特征在于：所述方法包括如下步驟：

1)建立索網結構模型，對結構單元、節點進行編號，構建索網結構關聯矩陣C_s；

2)利用索網自由節點平面坐標，根據節點x、y方向力平衡條件求取單元力密度向量形成以單元力密度向量為未知量的自由節點力平衡方程組Ⅰ：

其中A、分別為結構平衡矩陣、節點荷載向量；

3)直接求解平衡方程組Ⅰ，得到對應的上、下弦索網力密度向量：

其中，α_u、α_l分別為索網上、下弦力密度向量的比例系數，α_u、α_l決定了整體結構的預應力度，v₀為矩陣A奇異值為0所對應的歸一化右特征向量，為方程組Ⅰ的特解；

4)利用單元力密度向量徑向索索間吊索或撐桿內力與內環撐桿內力關系、內環撐桿高度等限制條件形成以自由節點z坐標、徑向索索間吊索或撐桿以及內環撐桿內力為未知量的自由節點力平衡方程組Ⅱ：

其中D_g為附帶徑向索索間吊索或撐桿與內環撐桿兩者內力關系、內環撐桿高度限制條件的力密度矩陣，為將自由節點z坐標、徑向索索間吊索或撐桿以及內環撐桿內力進行合并，得到的列向量，為自由節點荷載向量；

5)合理設置徑向索索間構件內力與內環撐桿內力的比例關系和內環撐桿的高度，并結合節點z方向力平衡條件，組集、求解方程組Ⅱ，得到

其中為矩陣D_g的逆矩陣；

6)對于車輻式單層索網，步驟4)中無徑向索索間吊索或撐桿、內環撐桿內力作用，直接求解方程組Ⅱ；

或者，對于車輻式單、雙層混合索網，步驟4)中徑向索索間吊索或撐桿內力與內環撐桿內力關系僅針對雙層索部分，并另增加關于單層徑向索坐標的限制條件，組集、求解方程組Ⅱ。

2.根據權利要求1所述的車輻式索網的直接找形方法，其特征在于：對于車輻式單層索網，方程組Ⅱ中無徑向索索間吊索或撐桿、內環撐桿內力作用項。

3.根據權利要求1所述的車輻式索網的直接找形方法，其特征在于：對于車輻式單、雙層混合索網，方程組Ⅱ中的徑向索索間吊索或撐桿內力與內環撐桿內力關系僅針對雙層索部分，并另增加關于單層徑向索坐標的限制條件。

4.根據權利要求1所述的車輻式索網的直接找形方法，其特征在于：方程組Ⅰ、Ⅱ的解由兩部分構成，既考慮了實際工程中張拉預應力大小可調節的特點，又顧及了外荷載對結構預應力分布的影響。