[发明专利]空间钢结构关键构件筛选方法、装置及设备

说明书

本发明涉及一种空间钢结构关键构件筛选方法、装置及设备，属于构件筛选技术领域，该方法通过确定目标杆件群；获取温度作用的杆件应力相应，基于杆件应力相应和受力模式分类规则，对目标杆件群中的杆件按照同一受力模式进行分类，获取子杆件群；提取子杆件群的特征，根据特征与预设筛选规则，筛选对应子杆件群的受力模式的关键构件。从而可以挖掘结构杆件不同的受力模式，筛选不同受力模式下的关键构件，解决现有技术中空间钢结构的设计与安全使用存在不足的现象，同时，缓解目前普遍存在的少量传感器数与海量杆件数的矛盾，解决构件监测时传感器的合理布置问题。

技术领域

本发明属于构件筛选技术领域，具体涉及一种空间钢结构关键构件筛选方法、装置及设备。

背景技术

空间钢结构因其装配化程度高、具有一定经济优势的特点，被广泛应用于大跨度公共建筑中，如，体育场馆、工业厂房、会展建筑、机场航站楼等。随着人们对公共建筑美观需求的提高，空间钢结构的造型日益复杂，薄膜屋面结构、大型室外构件、透光屋面等技术在空间结构工程中大规模应用，导致结构直接或间接暴露于外界自然环境中，受到复杂的时变温度作用。

空间钢结构杆件数量众多、跨度大、是高次超静定结构，温度效应尤为突出；在往复、高周期的温度作用下，考虑结构构件之间的阴影遮挡、空气对流换热效应，结构不同部位的杆件温度可能存在较大差异；杆件之间的温度差与高次超静定又可能导致部分杆件受到额外的温度应力，导致设计冗余度的降低。

因此，温度的作用对空间钢结构的设计与安全使用具有较为明显的影响。而现有技术中，在进行关键构件筛选时，人们往往忽略温度的作用，从而使得空间钢结构的设计与安全使用存在不足。

发明内容

本发明提供了一种空间钢结构关键构件筛选方法、装置及设备，以解决现有技术中空间钢结构的设计与安全使用存在不足的现象，同时，缓解目前普遍存在的少量传感器数与海量杆件数的矛盾，解决构件监测时传感器的合理布置问题。

本发明提供的技术方案如下：

一方面，一种空间钢结构关键构件筛选方法，包括：

确定目标杆件群；

获取温度作用的杆件应力相应，基于所述杆件应力相应和受力模式分类规则，对所述目标杆件群中的杆件按照同一受力模式进行分类，获取子杆件群；

提取所述子杆件群的特征，根据所述特征与预设筛选规则，筛选对应子杆件群的受力模式的关键构件。

可选的，所述获取温度作用的杆件应力相应，基于所述杆件应力相应和受力模式分类规则，对所述目标杆件群中的杆件按照同一受力模式进行分类，获取子杆件群，包括：

获取温度作用的杆件应力响应，建立应力占比数据集；

根据所述应力占比数据集，基于受力状态相似度，对所述目标杆群中的杆件进行第一阶段分类，获取第一阶段分类主导杆，所述第一阶段分类主导杆包括：轴应力主导杆、弯曲应力主导杆、剪应力主导杆；

构建受温度影响的应力变异系数的响应波动评价指标，根据所述响应波动评价指标和温敏性差异，在所述第一阶段分类主导杆中提取温度敏感杆件；

基于杆件的不同拉压状态，对温度敏感杆件进行第二阶段分类，获取第二阶段分类杆件，所述第二阶段分类杆件包括：拉应力模式杆件、压应力模式杆件以及拉压应力模式杆件。

可选的，所述提取所述子杆件群的特征，根据所述特征与预设筛选规则，筛选对应子杆件群的受力模式的关键构件，包括：

基于结构季节性温差和日照温差，提取温度作用的特征时刻，获取实际温度作用工况下的结构响应；

提取所述第二阶段分类杆件的特征量，根据层次聚类方法筛选不同受力模式下的关键构件。