[发明专利]索结构形态分析中弹性边界的一种处理方法

权利要求书

1.索结构形态分析中弹性边界的一种处理方法，其特征在于，其包括如下步骤：

S1、建立单独的索结构模型，将索结构与边界结构共有的节点称为连接节点，并将与连接节点直接相连的索单元称为边界索单元；单独的索结构模型中，连接节点的位置以边界结构的目标位形为准，并设为固定支座；

S2、基于固定边界进行单独索结构的形态分析，得到固定边界条件下的单独索结构零状态位形[G^c0]、索单元初应变{εⁱ}和单独索结构初始态，其中单独索结构初始态的位形和预应力应满足目标要求；

S3、提取单独索结构初始态的支座反力[R]、所有边界索单元的内力{F^ct}和所有边界索单元另一端节点的位移[D^c]；其中{F^ct}＝{…f_k^ct…}，f_k^ct为第k个边界索单元的内力；{F^ct}将作为迭代修正边界索单元初应变时的目标索力；

S4、建立单独的边界结构模型；

S5、将单独索结构初始态的支座反力[R]反号，得到边界结构承受的索结构作用力－[R]，并施加到单独的边界结构模型的相应位置；

S6、通过位形逆迭代对单独的边界结构模型进行预变形，预变形目标为，在结构自重和步骤S5中的索结构作用力－[R]下，边界结构平衡状态的位形与其目标位形一致；将预变形后的位形作为边界结构零状态位形[G^b0]；

S7、提取步骤S6最后一轮逆迭代中所有连接节点的位移[D^b]，包含节点的平动和转动；

S8、根据步骤S2中的单独索结构零状态位形[G^c0]和步骤S6中的边界结构零状态位形[G^b0]，建立整体结构零状态模型，其中连接节点的坐标以边界结构零状态位形[G^b0]为准；

S9、将步骤S2中的索单元初应变{εⁱ}分为两组，即{εⁱ}＝{{εⁱ¹}{εⁱ²}}，分别输入整体结构零状态模型；{εⁱ¹}为所有边界索单元的初应变，{εⁱ²}为其余索单元的初应变；其中，{εⁱ¹}＝{…ε_kⁱ¹…}，ε_kⁱ¹为第k个边界索单元的初应变；

S10、将步骤S3提取的边界索单元另一端节点的位移[D^c]和步骤S7提取的连接节点位移[D^b]，作为强制节点位移[D^f]施加到整体结构零状态模型的相应位置；

S11、通过初应变逆迭代对边界索单元的初应变{εⁱ¹}进行修正，修正目标为，在考虑结构自重、预应力和步骤S10中的强制节点位移[D^f]时，整体结构平衡状态中边界索单元的内力等于目标索力{F^ct}；

S12、在步骤S11最后一轮逆迭代得到的整体结构平衡状态基础上，解除强制节点位移[D^f]，计算得到整体结构初始态。