基于性能的大跨度钢结构闭环分析方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114997033A(43)申请公布日2022.09.02(21)申请号202210929588.3(51)Int.Cl.(22)申请日2022.08.04G06F30/23(2020.01)G06F30/13(2020.01)(71)申请人北京建工集团有限责任公司G06T17/20(2006.01)地址100055北京市西城区广莲路1号建工大厦申请人中国农业大学中国船舶重工集团国际工程有限公司中冶检测认证有限公司北京市建筑设计研究院有限公司(72)发明人王益民剧锦三兰涛傅彦青付雅娣秦凯赵伯友李然桑秀兴(74)专利代理机构北京谱帆知识产权代理有限公司11944专利代理师邢旭乔权利要求书3页说明书7页附图1页(54)发明名称基于性能的大跨度钢结构闭环分析方法(57)摘要本申请提供了一种基于性能的大跨度钢结构闭环分析方法，包括：根据设计要求建立大跨度钢结构的有限元模型；设定施工方法、临时支撑和施工流程；在有限元分析软件中建立临时支撑的有限元模型，同时定义结构组、边界组以及荷载组；钝化临时支撑并进行施工模拟计算，得到大跨度钢结构的网格屋盖结构的最大竖向位移，推算出卸载次数；验算施工完成后的大跨度钢结构是否满足设计性能要求；对施工完成的大跨度钢结构进行三维扫描得到大跨度钢结构的实际位移，并将该实际位移导入有限元分析软件进行模拟计算，输出结构安全和最终的零态构型。本申请可以解决现有技术没有考虑施工过程产生的变形和内力对最终建造完成的大跨度钢结构承载力性能的影响的问题。CN114997033ACN114997033A权利要求书1/3页1.一种基于性能的大跨度钢结构闭环分析方法，其特征在于，包括：步骤S1：根据设计要求建立大跨度钢结构的有限元模型，并建立直角坐标系；步骤S2：根据大跨度钢结构的结构特点设定施工方法、临时支撑和施工流程；步骤S3：根据临时支撑的截面信息、位置信息、边界信息，在有限元分析软件中建立临时支撑的有限元模型，同时根据施工流程定义结构组、边界组以及荷载组；步骤S4：钝化临时支撑并进行施工模拟计算，得到大跨度钢结构的网格屋盖结构的最大竖向位移，根据设定的卸载高度，推算出卸载次数；步骤S5：利用有限元分析软件进行施工过程计算，验算施工完成后的大跨度钢结构是否满足设计性能要求；步骤S6：对施工完成的大跨度钢结构进行三维扫描得到大跨度钢结构的实际位移U”0(i)，并将该实际位移U”0(i)导入有限元分析软件进行模拟计算，输出结构安全和最终的零态构型；在所述步骤S1中，建立直角坐标系时，以该大跨度钢结构的有限元模型的初始节点坐标设置为X0(i)，i为节点编号，其中，节点编号连续分布，最小值为1，最大值为n；所述步骤S5包括：步骤S51：在有限元分析软件后处理界面以表格形式输出大跨度钢结构的位移U’0(i)，同时令大跨度钢结构的有限元模型坐标调整值S’(i)=U’0(i)；步骤S52：将坐标调整值S’(i)反向施加于大跨度钢结构的初始节点坐标X0(i)，此时大跨度钢结构的节点坐标为X’1(i)=X0(i)‑S’(i)，再次进行施工模拟分析，以表格形式输出大跨度钢结构的位移U’1(i)；步骤S53：将大跨度钢结构的位移差ΔU’1(i)=U’1(i)‑U’0(i)与事先给定的精度m进行比较，如果，则满足精度要求，修改大跨度钢结构的有限元模型的节点坐标得到大跨度钢结构的最终设计构型X’(i)=X0(i)‑S’(i)；如果，则不满足精度要求，令坐标调整值S’(i)=U’1(i)返回步骤S52，之后重复运行步骤S52和步骤S53直至满足精度要求为止，然后修改大跨度钢结构的有限元模型的节点坐标得到大跨度钢结构的最终设计构型X’(i)=X0(i)‑S’(i)，其中，为大跨度钢结构上的所有节点的位移差的平方之和；步骤S54：对大跨度钢结构的最终设计构型按设计标准进行荷载组合承载力验算，如果满足设计要求，则说明大跨度钢结构的性能满足要求，如果不满足设计要求，则修改施工方案后返回所述步骤S3。2.根据权利要求1所述的基于性能的大跨度钢结构闭环分析方法，其特征在于，在所述步骤S2中：施工流程包括：杆件分段信息、杆件分块信息、杆件施工顺序以及关键时间节点，其中，所述关键时间节点包括：杆件焊接时间节点和支座打开时间节点。3.根据权利要求2所述的基于性能的大跨度钢结构闭环分析方法，其特征在于，在所述步骤S2中，杆件在焊接时间节点前为铰接连接，采用释放梁端约束进行模拟，杆件在杆件焊接时间节点后为固接连接，采用钝化梁端约束进行模拟；支座打开前为固接连接，支座打开后为铰接连接，采用释放梁端约束进行模拟。4.根据权利要求1所述的基于性能的大跨度钢结构闭环分析方法，其特征在于，在所述2CN114997033