[发明专利]穿索式脊杆环撑索穹顶装配节点初始状态提取及分析方法

说明书

本申请公开了一种穿索式脊杆环撑索穹顶装配节点初始状态提取及分析方法，首先对装配节点模型分割出构件测量模块与连接测量模块，提取构件测量模块的形心、径向长度，同时计算构件设计模块；然后通过形心算法提取形心偏差[ΔC]；通过径向长度算法提取所有二维截面径向长度的偏差[ΔL]；之后，统计[ΔC]、[ΔL]一般规律，并根据拟合判断参数分析是否直接根据一般规律拟合函数表达式；最后将[ΔC]、[ΔL]函数表达式按照构件模块装配角度进行组合完成初始状态提取与分析。本发明弥补传统方法效率精度不足，完善了装配构件‑装配节点‑整体结构全过程的穿索式脊杆环撑索穹顶稳定性分析初始必要数据与技术，助力建筑数字化发展。

技术领域

本发明属于土木工程领域，涉及一种穿索式脊杆环撑索穹顶装配节点初始状态提取及分析方法。

背景技术

穿索式脊杆环撑索穹顶主要是由装配节点连接不同尺寸类型的装配构件装配而成，其中，装配节点作为重要的连接装置，通常由构件模块、连接模块在工厂预制焊接而成，装配节点的安全可靠关乎整体结构的安全稳定，而其初始状态是量化节点可靠性的关键指标，因此，装配节点初始状态提取与分析方法是一个关键科学问题。现阶段，由于节点构造相对复杂，对其初始状态研究相对较少，同时传统方法(比如刻度尺、千分尺等)精度差、效率低，特别是构造复杂装配节点，更是难以实施测量工作。因此有必要研发一种快速高效、实用精确的方法来提取、量化穿索式脊杆环撑索穹顶装配节点的初始状态，以完善在装配构件-装配节点-整体结构全过程的穿索式脊杆环撑索穹顶稳定性分析初始必要数据与技术，助力建筑数字化发展。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种穿索式脊杆环撑索穹顶装配节点初始状态提取及分析方法，其解决传统方法节点构造复杂、难以测量准确的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种穿索式脊杆环撑索穹顶装配节点初始状态提取及分析方法，其特征在于，包括：

S1：对装配节点模型分割出构件测量模块与连接测量模块，提取构件测量模块的形心、径向长度，同时计算构件设计模块；

S2：通过形心算法对比计算构件测量模块与构件设计模块的形心偏差[ΔC]；通过径向长度算法计算构件测量模块与构件设计模块所有二维截面径向长度的偏差[ΔL]；

S3：统计所述[ΔC]、[ΔL]的一般规律，并根据拟合判断参数κ分析是否直接根据一般规律拟合函数表达式，如果κ≤10％，根据统计规律选取合适函数形式拟合，并执行下一步；如果κ＞10％，则需要对[ΔC]、[ΔL]的一般规律信号化处理后获得装配节点初始状态函数表达式；

S4：将所述[ΔC]、[ΔL]函数表达式按照构件模块装配角度进行组合完成装配节点初始状态提取与分析。

进一步地，步骤S1中，构件测量模块的形心、径向长度，是根据其构造和几何特征划分出构成构件测量模块的截面来进行计算的。

进一步地，步骤S1中，根据分割出的构件测量模块确定构成截面的几何形式。

进一步地，步骤S2中，形心算法是通过获取的构件测量模块与设计模块的形心坐标，通过对比计算两者的平面坐标差值。

进一步地，步骤S2中，计算出的[ΔC]坐标，包括获取其在空间xoz面和yoz面的数据。

进一步地，步骤S2中，径向长度算法是通过获取的构件测量模块与设计模块的构成所有二维截面点的径向长度数值。

进一步地，步骤S3中，拟合判断参数κ：

其中，maxy_i为[ΔC]、[ΔL]的y坐标最大值，miny_i为[ΔC]、[ΔL]的y坐标最小值。