[發明專利]基于性能的大跨度鋼結構閉環分析方法

有效

• 申請號: 202210929588.3
• 申請日: 2022-08-04
• 公開（公告）號: CN114997033B
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發明（設計）人: 王益民;劇錦三;蘭濤;傅彥青;付雅娣;秦凱;趙伯友;李然;桑秀興
• 申請（專利權）人: 北京建工集團有限責任公司;中國農業大學;中國船舶重工集團國際工程有限公司;中冶檢測認證有限公司;北京市建筑設計研究院有限公司
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F30/13;G06T17/20
• 代理公司: 北京譜帆知識產權代理有限公司 11944
• 代理人: 邢旭喬

1.一種基于性能的大跨度鋼結構閉環分析方法，其特征在于，包括：

步驟S1：根據設計要求建立大跨度鋼結構的有限元模型，并建立直角坐標系；

步驟S2：根據大跨度鋼結構的結構特點設定施工方法、臨時支撐和施工流程；

步驟S3：根據臨時支撐的截面信息、位置信息、邊界信息，在有限元分析軟件中建立臨時支撐的有限元模型，同時根據施工流程定義結構組、邊界組以及荷載組；

步驟S4：鈍化臨時支撐并進行施工模擬計算，得到大跨度鋼結構的網格屋蓋結構的最大豎向位移，根據設定的卸載高度，推算出卸載次數；

步驟S5：利用有限元分析軟件進行施工過程計算，驗算施工完成后的大跨度鋼結構是否滿足設計性能要求，所述步驟S5包括：

步驟S51：在有限元分析軟件后處理界面以表格形式輸出大跨度鋼結構的位移U’0(i)，同時令大跨度鋼結構的有限元模型坐標調整值S’(i)=U’0(i)；

步驟S52：將坐標調整值S’(i)反向施加于大跨度鋼結構的初始節點坐標X0(i)，此時大跨度鋼結構的節點坐標為X’1(i)=X0(i)-S’(i)，再次進行施工模擬分析，以表格形式輸出大跨度鋼結構的位移U’1(i)；

步驟S53：將大跨度鋼結構的位移差ΔU’1(i)=U’1(i)-U’0(i)與事先給定的精度m進行比較，如果，則滿足精度要求，修改大跨度鋼結構的有限元模型的節點坐標得到大跨度鋼結構的最終設計構型X’(i)=X0(i)-S’(i)；如果，則不滿足精度要求，令坐標調整值S’(i)=U’1(i)返回步驟S52，之后重復運行步驟S52和步驟S53直至滿足精度要求為止，然后修改大跨度鋼結構的有限元模型的節點坐標得到大跨度鋼結構的最終設計構型X’(i)=X0(i)-S’(i)，其中，為大跨度鋼結構上的所有節點的位移差的平方之和；

步驟S54：對大跨度鋼結構的最終設計構型按設計標準進行荷載組合承載力驗算，如果滿足設計要求，則說明大跨度鋼結構的性能滿足要求，如果不滿足設計要求，則修改施工方案后返回所述步驟S3；

步驟S6：對施工完成的大跨度鋼結構進行三維掃描得到大跨度鋼結構的實際位移U”₀(i)，并將該實際位移U”₀(i)導入有限元分析軟件進行模擬計算，輸出結構安全和最終的零態構型；

在所述步驟S1中，建立直角坐標系時，以該大跨度鋼結構的有限元模型的初始節點坐標設置為X₀(i)，i為節點編號，其中，節點編號連續分布，最小值為1，最大值為n；

所述步驟S6包括：

步驟S61：對施工完成的大跨度鋼結構進行三維掃描，得到三維點云模型，將該三維點云模型與大跨度鋼結構的有限元模型進行擬合分析，得到大跨度鋼結構的實際位移U”0(i)，并將該實際位移U”0(i)導入有限元分析軟件進行模擬計算，同時令大跨度鋼結構的有限元模型坐標調整值S”(i)=U”0(i)；

步驟S62：將坐標調整值S”(i)反向施加于大跨度鋼結構的初始節點坐標X0(i)，此時大跨度鋼結構的節點坐標為X”1(i)=X0(i)-S”(i)，再次進行施工模擬分析，以表格形式輸出結構位移U”1(i)；

步驟S63：將大跨度鋼結構的位移差ΔU”₁(i)=U”₁(i)-U”₀(i)與事先給定的精度m進行比較，如果，則滿足精度要求，修改大跨度鋼結構的有限元模型的節點坐標得到結構的最終設計構型X”(i)=X₀(i)-S”(i)；如果，則不滿足精度要求，令坐標調整值S”(i)=U”₁(i)返回所述步驟S62，之后重復運行所述步驟S62和所述步驟S63直至滿足精度要求為止，然后修改大跨度鋼結構的有限元模型的節點坐標得到結構的最終設計構型X”(i)=X₀(i)-S”(i)，其中，為大跨度鋼結構上的所有節點的位移差的平方之和；

步驟S64：對施工完成后的大跨度鋼結構的最終設計構型按設計標準進行荷載組合承載力驗算，如果滿足設計要求，則輸出結構安全和最終的零態構型；如果不滿足設計要求，則輸出結構不安全，修改施工方案后重復所述步驟S61至所述步驟S64，直至施工完成后的大跨度鋼結構的最終設計構型滿足設計要求，最后輸出結構安全和最終的零態構型。