[发明专利]一种单层球面网壳结构动力稳定性能优化方法

权利要求书

1.一种单层球面网壳结构动力稳定性能优化方法，其特征在于，所述方法包括：

确定单层球面网壳结构的初始用钢量M₀及初始稳定承载力C₀；

计算所述单层球面网壳结构各节点的刚度，并对计算得到的刚度值依次从小到大进行排序，得到刚度序列；

其中，节点刚度的计算采用以下公式：

其中，m为网壳的节点总数，i为节点编号，1≤i≤m；n为节点i所连接的杆件数量和，1≤j≤n；α_ij为和节点i所连接的第j个杆件与节点i的切平面的夹角，E为杆件材料的弹性模量，A_j为第j个杆件的截面面积，S_node，min为最小节点刚度值，S_node，max为最大节点刚度值；

依次检查所述刚度序列中各节点的刚度值是否满足设定的刚度条件，并在不满足时进行杆件截面调整，直至当前所检查的节点的刚度值满足设定的刚度条件；

重新计算网壳用钢量M_i及稳定承载力C_i；

如果重新计算的网壳用钢量M_i及稳定承载力C_i满足优化条件，则记录本次调整后的设计参数，所述设计参数包括所述重新计算的网壳用钢量M_i及稳定承载力C_i；

在针对所述刚度序列中的所有节点的刚度值进行杆件截面调整完成后，根据记录的各次调整后的设计参数，确定网壳稳定优化结果。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述进行杆件截面调整包括：

按照设定步长增大所述杆件截面的面积；

重新计算各节点的刚度，并且需要根据计算得到的刚度值依次从小到大重新进行排序，得到杆件截面调整后的刚度序列。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述刚度条件为：当前所检查节点的刚度值与参照刚度值的差值小于设定阈值；所述参照刚度值是指与所述当前所检查节点的刚度值相差最小的刚度值。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述优化条件包括以下任意一项或多项：

(1)重新计算后的网壳用钢量M_i小于所述初始用钢量M₀；

(2)重新计算后的稳定承载力C_i大于所述初始稳定承载力C₀；

(3)重新计算后的用钢量与重新计算后的稳定承载力的比值M_i/C_i小于所述初始用钢量与所述初始稳定承载力的比值M₀/C₀。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据记录的各次调整后的设计参数，确定网壳稳定优化结果包括：

根据记录的各次调整后的设计参数，计算各次调整后的网壳用钢量与稳定承载力的比值，并将其中的最小比值对应的设计参数作为网壳稳定优化结果。

6.根据权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于，在确定单层球面网壳结构的网壳初始用钢量M₀及初始稳定承载力C₀之前，还包括：

计算所述单层球面网壳结构的稳定承载力；

如果所述稳定承载力不满足要求，则调整所述单层球面网壳结构杆件的截面面积，直至所述单层球面网壳结构的满足要求。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述单层球面网壳结构的稳定承载力包括：所述单层球面网壳结构的杆件稳定承载力、和/或整体稳定承载力。