[發明專利]空間鋼結構關鍵構件篩選方法、裝置及設備

有效

• 申請號: 202110044708.7
• 申請日: 2021-01-13
• 公開（公告）號: CN112699450B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發明（設計）人: 盧偉;滕軍;頓宗怡
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學（深圳）
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F30/20;G06F18/231;G06F18/241;G06F18/22;G06F119/14
• 代理公司: 北京細軟智谷知識產權代理有限責任公司 11471
• 代理人: 牛晴

本發明涉及一種空間鋼結構關鍵構件篩選方法、裝置及設備，屬于構件篩選技術領域，該方法通過確定目標桿件群；獲取溫度作用的桿件應力相應，基于桿件應力相應和受力模式分類規則，對目標桿件群中的桿件按照同一受力模式進行分類，獲取子桿件群；提取子桿件群的特征，根據特征與預設篩選規則，篩選對應子桿件群的受力模式的關鍵構件。從而可以挖掘結構桿件不同的受力模式，篩選不同受力模式下的關鍵構件，解決現有技術中空間鋼結構的設計與安全使用存在不足的現象，同時，緩解目前普遍存在的少量傳感器數與海量桿件數的矛盾，解決構件監測時傳感器的合理布置問題。

技術領域

本發明屬于構件篩選技術領域，具體涉及一種空間鋼結構關鍵構件篩選方法、裝置及設備。

背景技術

空間鋼結構因其裝配化程度高、具有一定經濟優勢的特點，被廣泛應用于大跨度公共建筑中，如，體育場館、工業廠房、會展建筑、機場航站樓等。隨著人們對公共建筑美觀需求的提高，空間鋼結構的造型日益復雜，薄膜屋面結構、大型室外構件、透光屋面等技術在空間結構工程中大規模應用，導致結構直接或間接暴露于外界自然環境中，受到復雜的時變溫度作用。

空間鋼結構桿件數量眾多、跨度大、是高次超靜定結構，溫度效應尤為突出；在往復、高周期的溫度作用下，考慮結構構件之間的陰影遮擋、空氣對流換熱效應，結構不同部位的桿件溫度可能存在較大差異；桿件之間的溫度差與高次超靜定又可能導致部分桿件受到額外的溫度應力，導致設計冗余度的降低。

因此，溫度的作用對空間鋼結構的設計與安全使用具有較為明顯的影響。而現有技術中，在進行關鍵構件篩選時，人們往往忽略溫度的作用，從而使得空間鋼結構的設計與安全使用存在不足。

發明內容

本發明提供了一種空間鋼結構關鍵構件篩選方法、裝置及設備，以解決現有技術中空間鋼結構的設計與安全使用存在不足的現象，同時，緩解目前普遍存在的少量傳感器數與海量桿件數的矛盾，解決構件監測時傳感器的合理布置問題。

本發明提供的技術方案如下：

一方面，一種空間鋼結構關鍵構件篩選方法，包括：

確定目標桿件群；

獲取溫度作用的桿件應力相應，基于所述桿件應力相應和受力模式分類規則，對所述目標桿件群中的桿件按照同一受力模式進行分類，獲取子桿件群；

提取所述子桿件群的特征，根據所述特征與預設篩選規則，篩選對應子桿件群的受力模式的關鍵構件。

可選的，所述獲取溫度作用的桿件應力相應，基于所述桿件應力相應和受力模式分類規則，對所述目標桿件群中的桿件按照同一受力模式進行分類，獲取子桿件群，包括：

獲取溫度作用的桿件應力響應，建立應力占比數據集；

根據所述應力占比數據集，基于受力狀態相似度，對所述目標桿群中的桿件進行第一階段分類，獲取第一階段分類主導桿，所述第一階段分類主導桿包括：軸應力主導桿、彎曲應力主導桿、剪應力主導桿；

構建受溫度影響的應力變異系數的響應波動評價指標，根據所述響應波動評價指標和溫敏性差異，在所述第一階段分類主導桿中提取溫度敏感桿件；

基于桿件的不同拉壓狀態，對溫度敏感桿件進行第二階段分類，獲取第二階段分類桿件，所述第二階段分類桿件包括：拉應力模式桿件、壓應力模式桿件以及拉壓應力模式桿件。

可選的，所述提取所述子桿件群的特征，根據所述特征與預設篩選規則，篩選對應子桿件群的受力模式的關鍵構件，包括：

基于結構季節性溫差和日照溫差，提取溫度作用的特征時刻，獲取實際溫度作用工況下的結構響應；

提取所述第二階段分類桿件的特征量，根據層次聚類方法篩選不同受力模式下的關鍵構件。