[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

本申請提供了一種基于性能的大跨度鋼結構閉環分析方法，包括：根據設計要求建立大跨度鋼結構的有限元模型；設定施工方法、臨時支撐和施工流程；在有限元分析軟件中建立臨時支撐的有限元模型，同時定義結構組、邊界組以及荷載組；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，推算出卸載次數；驗算施工完成后的大跨度鋼結構是否滿足設計性能要求；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，并將該實際位移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。本申請可以解決現有技術沒有考慮施工過程產生的變形和內力對最終建造完成的大跨度鋼結構承載力性能的影響的問題。

技術領域

本申請涉及結構性能分析技術領域，具體而言，涉及一種基于性能的大跨度鋼結構閉環分析方法。

背景技術

當前大跨度鋼結構（鋼結構跨度大于30m的結構）設計規范和施工規范中建議的方法，都沒有對施工方案、實際安裝誤差產生的對初始結構方案的承載力性能的影響提出具體解決方案；只是要求建造完成的結構能夠具有設計承載力，完成結構產生的變形與設計變形相比不超過某一個限值即可，因此可以認為此時結構性能是處于一個區間，而沒有關于該完成結構承載力性能的精確解。

現有大跨度鋼結構施工變形分析技術都是基于現行結構施工規范進行的，通常只是考慮控制建造過程產生的變形量在一個允許范圍及保證建造過程中大跨度鋼結構的安全性，并沒有考慮施工過程產生的變形和內力對最終建造完成的大跨度鋼結構承載力性能的影響。

發明內容

本申請的主要目的在于提供一種基于性能的大跨度鋼結構閉環分析方法，以解決現有技術沒有考慮施工過程產生的變形和內力對最終建造完成的大跨度鋼結構承載力性能的影響的問題。

為了實現上述目的，本申請提供了一種基于性能的大跨度鋼結構閉環分析方法，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；

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。

進一步地，在所述步驟S2中：施工流程包括：桿件分段信息、桿件分塊信息、桿件施工順序以及關鍵時間節點，其中，所述關鍵時間節點包括：桿件焊接時間節點和支座打開時間節點。

進一步地，在所述步驟S2中，桿件在桿件焊接時間節點前為鉸接連接，采用釋放梁端約束進行模擬，桿件在桿件焊接時間節點后為固接連接，采用鈍化梁端約束進行模擬；支座打開前為固接連接，支座打開后為鉸接連接，采用釋放梁端約束進行模擬。

進一步地，在所述步驟S3中：

所述結構組為每一個施工流程新安裝的桿件或新拆除的桿件；

所述邊界組為每一個施工流程新安裝的桿件或新拆除的桿件所包含的邊界信息；

所述荷載組為每一個施工流程新增加的荷載或新消失的荷載。