[发明专利]杆件长度误差允许值确定方法及索杆预张力结构验证方法

说明书

本发明公开了一种杆件长度误差允许值确定方法及索杆预张力结构验证方法。所述长度误差允许值确定方法包括以下步骤：(1)确定其长度误差允许值搜索空间；(2)迭代计算搜索结构杆件长度误差允许值。所述索杆预张力结构验证方法包括以下步骤：A、按照拓扑关系和几何特征进行杆件分类；B、确定结构杆件对应长度误差允许值；C、验算：判断结构是否满足最大挠度的正常使用极限状态要求。本发明提供的杆件长度误差允许值的确定方法，能在合理范围内，降低对杆件长度误差允许值的要求，从而大幅降低加工精度的需求和制造成本。本发明提供的索杆预张力验证方法，能有效确定索杆预张力的可靠程度，保证结构安全。

技术领域

本发明属于土木工程技术领域，更具体地，涉及杆件长度误差允许值确定方法及索杆预张力结构验证方法。

背景技术

索杆预张力结构是一类由拉索和压杆组成的空间柔性预张力结构体系，由于该体系充分利用拉索的高强性及预张力的调控性的优点，从而使该结构具有自重轻、跨度大、经济性能好等特点，是现阶段国内外空间大跨结构的研究热点和今后的发展方向。体系整体刚度伴随着张拉过程的完成而形成，在张拉成形前体系处于松弛态，刚度为零，需要通过合适的张拉方案、施加初始预应力后方能成形并承受荷载。在结构施工张拉过程中，由于施工过程的复杂性、张拉工艺的多阶段性等因素影响使得整个过程不可避免的存在各种施工误差，包括杆件长度误差、节点安装误差、节点或锚具尺寸误差、耳板销轴孔加工误差、张拉值偏差、温度环境偏差等。研究及工程实践表明，施工误差对结构承载性能影响显著，需评估并控制各种误差效应，以保证施工精度。

为保证施工精度，现有《索结构技术规程》(JGJ257-2012)提出了索杆预张力结构杆件加工制作长度允许偏差，但不区分结构类型和杆件类型，所有拉索和压杆仅根据长度采用同一误差允许值。毫无疑问，这一误差允许值是相当严格的。然而不同结构类型的不同杆件具有不同的长度误差敏感性。为了满足这同一误差允许值，工业成本成级数增长，而施工精度并不会带来明显提高。显然这种索结构设计方法存在巨大的成本浪费，新的杆件长度误差允许值确定方法及索杆预张力结构验证方法亟须开发。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种杆件长度误差允许值确定方法及索杆预张力结构验证方法，其目的在于根据不同索杆预张力结构类型的不同杆件具有不同的长度误差敏感性特点，基于可靠度理论确定不同索杆预张力结构类型的不同杆件所对应的误差允许值，在该误差允许值范围内进行索杆预张力结构验证，从而避免不必要的精度要求，降低工业成本，由此解决现有的索预张力结构对于所有杆件、拉索均采用同一的精度要求，导致工业成本过高、浪费严重的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种杆件长度误差允许值确定方法，包括以下步骤：

(1)对于结构中待确定长度误差允许值的特定类别的杆件，确定其长度误差允许值搜索空间；

(2)迭代计算搜索结构杆件长度误差允许值：

(2-1)初始化结构杆件长度误差：在步骤(1)获得的长度误差搜索空间内，所述类别的所有n个杆件赋予杆件长度误差值；

(2-2)计算所述n个杆件在预张力结构中相应的可靠指标β_i，其中i＝1,2,…n，可靠指标β_i计算约束条件：内力偏差值不超过内力偏差值阈值；

(2-3)搜索：当所述β_i满足收敛条件时，将此时杆件长度误差值作为所述杆件的长度误差允许值输出，所述收敛条件为：|β_i-β₀|<ε，其中ε为某一较小值，i＝1,2,…n；否则：

当所述β_i皆大于可靠指标收敛标准β₀，则按照搜索步长，在长度误差搜索空间内放大相应杆件长度误差值，并执行步骤(2-3)；否则：