[发明专利]一种索结构找形分析方法

说明书

本发明公开一种索结构找形分析方法，包括以下步骤：1、建立索结构零状态几何模型；2、输入预应力值确定索结构初始形态；3、进行各种荷载态分析，确定是否满足规范要求；若满足规范要求，则索结构初始形态即为索结构设计形态；若不满足规范要求，则修改参数，返回步骤1，最终找到索结构设计形态；4、进行施工全过程仿真计算，得到索结构新形态；5、将索结构新形态与索结构设计形态对比，判断误差是否可以接受；若可以接受，则索结构新形态即为索结构成型态；若不可以接受，则修改参数，返回步骤1，最终找到索结构成型态；本发明既能满足规范应力、变形等要求，也能满足对索结构成型态几何位形的要求，使得索结构成型态无限接近设计要求。

技术领域

本发明涉及预应力索结构产品技术领域，特别是涉及一种索结构找形分析方法。

背景技术

随着社会的发展、科技的进步，房屋建筑除了具有满足人类使用功能的作用外，还兼顾承担着文化、审美的需求。预应力大跨度空间结构建筑外形新颖、美观、轻巧，充分利用材料性能，成为目前结构工程中最具发展潜力的结构形式之一，大跨度空间索结构便是顺应这种趋势产生的一种新的结构形式。大跨度索结构在施加预应力之前没有任何刚度，是一种柔性结构体系，它依靠预应力的施加，使得结构整体具备一定刚度，承担荷载，所以索结构找形是实现该结构体系的关键所在。

现有技术中在对索结构找形分析时，一般是由设计单位的设计师完成，也就是说，传统的索结构找形分析方法实质上只是理论的找形分析过程，然而，索结构施工过程中，由于采取的施工方法很少采用搭设满堂脚手架，一次成形安装张拉成形，通常采用分阶段安装、分批次张拉成形，即使采用分级对称的张拉方法，势必也会造成实际成形过程跟设计过程的成形是不完全相同的，而且，由于实际施工过程中，施工偏差、加工误差等原因也会造成索结构零状态也并非是设计图纸的零态，因此，现有索结构找形方法未考虑施工过程对结构成形的影响，传统的索结构找形分析方法不能准确反映整个施工过程，最终成形状态并不满足设计图纸要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种索结构找形分析方法，以解决上述现有技术存在的问题，充分考虑索结构体系在成形过程会产生较大的位移、内力会重新分布以及表现出很强的几何非线性的特点，既能满足规范应力、变形等要求，也能满足对索结构成型态几何位形的要求，使得索结构成型态无限接近设计要求。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种索结构找形分析方法，应用于索结构，所述索结构包括多根拉索，所述拉索在节点安装连接，包括以下步骤：

(1)建立索结构零状态几何模型；

(2)输入拉索预应力值，进行找形分析，初步确定索结构初始形态；

(3)进行各种荷载组合状态的结构性能验算，确定是否满足规范要求；若满足规范要求，则所述索结构初始形态即为索结构设计形态；若不满足规范要求，则修改参数，返回步骤(1)，最终找到所述索结构设计形态；

(4)对所述索结构设计形态进行施工全过程仿真计算分析，得到索结构新形态；

(5)将所述索结构新形态与所述索结构设计形态对比，判断误差是否可以接受；若可以接受，则所述索结构新形态即为索结构成型态；若不可以接受，则修改参数，返回步骤(1)，最终找到所述索结构成型态。

优选地，步骤(1)中在建立索结构零状态几何模型时，按照设计要求对相应的节点进行约束，各个结构件材料特征、截面特征均按照设计要求建立，得到零状态索结构节点坐标(x₀，y₀，z₀)。

优选地，步骤(2)中根据所述索结构初始形态，提取初始形态索结构节点坐标(x₁，y₁，z₁)。