索网结构的迭代找形方法、系统、介质、装置及结构与流程

本发明涉及建筑结构，具体而言，涉及一种索网结构的迭代找形方法、系统、介质、装置及结构。

背景技术：

1、在具有下凹式悬浮屋顶的建筑中，屋盖通常采用自重平衡式双层正交斜放索网结构，该索网结构的主要结构构件包括配重式内拉环、由上下弦拉索以及撑杆组成的索桁架，以及索网结构正方形平面边缘的约束性结构。该索网结构中所有拉索均为承重索，索网结构整体的稳定性由配重式内拉环提供，索网结构的预应力低，导致该结构体系中的索网应力重分布具有较强的非线性。因此，如何确定自重平衡式双层正交斜放索网结构的几何形态，从而合理有效地布置索网结构成为了关键问题。

2、在现有技术中，索网结构的找形方法包括动力松弛法、力密度法以及逆迭代法。动力松弛法和力密度法的找形过程繁琐，计算成本高，应用领域存在一定的局限性，并且使用该方法需要具备一定的通用有限元以及编程能力，对设计人员的专业水平要求较高，否则使用该方法容易造成结果发散严重，使分析结果不具备可使用性。

3、此外，在逆迭代法中，通常为索网结构任意指定一组预应力，通过不断对自由结构节点坐标和拉索内力进行修正，使索网结构趋近平衡的目标预应力和目标几何形态。然而，逆迭代法效率较低且结果不易收敛，特别是当索网结构的外形复杂、边界条件不均匀时效果更差。

4、因此，针对上述问题，有必要设计一种索网结构的迭代找形方法、系统、介质、装置及结构，使索网结构的找形过程简单高效，获得的结果更加准确，降低计算分析的时间成本。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种索网结构的迭代找形方法、系统、介质、装置及结构，以解决现有技术中找形过程繁琐低效，计算成本高，以及结果不准确的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种索网结构的迭代找形方法，用于自重平衡式双层正交斜放索网结构，包括如下步骤：

3、根据索网结构的参数数据，利用结构建模分析软件建立参考模型和分析模型，使参考模型和分析模型的几何形态相同；

4、对分析模型进一步分析，以获取索网结构各个节点的位移数据；

5、基于分析模型和位移数据，利用结构建模分析软件建立迭代模型；

6、基于参考模型和迭代模型，通过找形迭代计算方法，获得优化的索网结构。

7、采用本发明公开的索网结构的迭代找形方法，无需通过软件编程分析，使索网结构的找形过程简单高效，获得的结果更加准确，降低了计算分析的时间成本。

8、上述的索网结构的迭代找形方法，参数数据包括索网结构的构件尺寸以及预应力。

9、上述的索网结构的迭代找形方法，找形迭代计算方法进一步包括：

10、对参考模型和迭代模型进一步分析，以获取索网结构各个节点的偏移数据；以及，根据偏移数据获得优化的索网结构。

11、上述的索网结构的迭代找形方法，根据偏移数据获得优化的索网结构的步骤，进一步包括：

12、若各个节点的偏移数据分别小于或等于一个预设误差值，则迭代模型为优化的索网结构；或者，

13、若至少一个节点的偏移数据大于预设误差值，修正各个节点的偏移数据，根据修正后的偏移数据和迭代模型，更新分析模型，并重复执行以获得优化的索网结构的步骤。

14、上述的索网结构的迭代找形方法，修正各个节点的偏移数据的步骤，进一步包括利用修正系数修正偏移数据。

15、上述的索网结构的迭代找形方法，利用修正系数修正偏移数据的步骤，进一步包括：

16、使用多个计算系数分别对各个节点的偏移数据进行计算，获取多组计算偏移数据；

17、对应于每一个计算系数，根据多组计算偏移数据和迭代模型分别建立多个计算模型；以及，

18、基于参考模型和多个计算模型，获得各个节点的修正系数。

19、上述的索网结构的迭代找形方法，获得各个节点的修正系数的步骤，进一步包括：

20、对多个计算模型进一步分析，根据参考模型获取各个节点的多个分析偏移数据；以及，

21、对应于每一个节点，对多个计算系数和其对应的多个分析偏移数据进行数据拟合，获得节点的修正系数。

22、为了更好地实现本发明的目的，本发明还提供一种索网结构的迭代找形系统，用于自重平衡式双层正交斜放索网结构，包括：

23、建模模块，用于根据索网结构的参数数据，利用结构建模分析软件建立参考模型和分析模型，使参考模型和分析模型的几何形态相同；

24、分析模块，用于对分析模型进一步分析，以获取索网结构各个节点的位移数据；

25、迭代建模模块，用于基于分析模型和位移数据，利用结构建模分析软件建立迭代模型；

26、迭代计算分析模块，用于基于参考模型和迭代模型，通过找形迭代计算方法，获得优化的索网结构。

27、上述的索网结构的迭代找形系统，在建模模块中，参数数据包括索网结构的构件尺寸以及预应力。

28、上述的索网结构的迭代找形系统，在迭代计算分析模块中，找形迭代计算方法进一步包括：

29、对参考模型和迭代模型进一步分析，以获取索网结构各个节点的偏移数据；以及，根据偏移数据获得优化的索网结构。

30、上述的索网结构的迭代找形系统，在迭代计算分析模块中，根据偏移数据获得优化的索网结构的步骤，进一步包括：

31、若各个节点的偏移数据分别小于或等于一个预设误差值，则迭代模型为优化的索网结构；或者，

32、若至少一个节点的偏移数据大于预设误差值，修正各个节点的偏移数据，根据修正后的偏移数据和迭代模型，利用建模模块更新分析模型，并重复运行以获得优化的索网结构的模块。

33、上述的索网结构的迭代找形系统，在迭代计算分析模块中，修正各个节点的偏移数据的步骤，进一步包括利用修正系数修正偏移数据。

34、上述的索网结构的迭代找形系统，在迭代计算分析模块中，利用修正系数修正偏移数据的步骤，进一步包括：

35、使用多个计算系数分别对各个节点的偏移数据进行计算，获取多组计算偏移数据；

36、对应于每一个计算系数，利用建模模块根据多组计算偏移数据和迭代模型分别建立多个计算模型；以及，

37、基于参考模型和多个计算模型，获得各个节点的修正系数。

38、上述的索网结构的迭代找形系统，在迭代计算分析模块中，获得各个节点的修正系数的步骤，进一步包括：

39、对多个计算模型进一步分析，根据参考模型获取各个节点的多个分析偏移数据；以及，

40、对应于每一个节点，对多个计算系数和其对应的多个分析偏移数据进行数据拟合，获得节点的修正系数。

41、为了更好地实现本发明的目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被设置为运行时执行如上所述的方法。

42、为了更好地实现本发明的目的，本发明还提供一种电子装置，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，处理器被设置为运行计算机程序以执行如上所述的方法。

43、为了更好地实现本发明的目的，本发明还提供一种索网结构，采用如上所述的迭代找形方法。

44、为了更好地实现本发明的目的，本发明还提供一种建筑结构，安装有如上所述的索网结构。

45、此外，本发明所提供的索网结构的迭代找形系统、介质、装置及结构，与上述方法对应，有益技术效果同上。

46、为了对本发明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举实施例，并配合附图详细说明如下，但不作为对本发明专利保护范围的限定。

技术特征：

1.一种索网结构的迭代找形方法，用于自重平衡式双层正交斜放索网结构，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的索网结构的迭代找形方法，其特征在于，所述参数数据包括所述索网结构的构件尺寸以及预应力。

3.根据权利要求1或2所述的索网结构的迭代找形方法，其特征在于，所述找形迭代计算方法进一步包括：

4.根据权利要求3所述的索网结构的迭代找形方法，其特征在于，根据所述偏移数据获得所述优化的索网结构的步骤，进一步包括：

5.根据权利要求4所述的索网结构的迭代找形方法，其特征在于，所述修正所述各个节点的所述偏移数据的步骤，进一步包括：

6.根据权利要求5所述的索网结构的迭代找形方法，其特征在于，所述利用修正系数修正所述偏移数据的步骤，进一步包括：

7.根据权利要求6所述的索网结构的迭代找形方法，其特征在于，所述获得所述各个节点的所述修正系数的步骤，进一步包括：

8.一种索网结构的迭代找形系统，用于自重平衡式双层正交斜放索网结构，其特征在于，包括：

9.根据权利要求8所述的索网结构的迭代找形系统，其特征在于，在所述建模模块中，所述参数数据包括所述索网结构的构件尺寸以及预应力。

10.根据权利要求8或9所述的索网结构的迭代找形系统，其特征在于，在所述迭代计算分析模块中，所述找形迭代计算方法进一步包括：

11.根据权利要求10所述的索网结构的迭代找形系统，其特征在于，在所述迭代计算分析模块中，根据所述偏移数据获得所述优化的索网结构的步骤，进一步包括：

12.根据权利要求11所述的索网结构的迭代找形系统，其特征在于，在所述迭代计算分析模块中，所述修正所述各个节点的所述偏移数据的步骤，进一步包括：

13.根据权利要求12所述的索网结构的迭代找形系统，其特征在于，在所述迭代计算分析模块中，所述利用修正系数修正所述偏移数据的步骤，进一步包括：

14.根据权利要求13所述的索网结构的迭代找形系统，其特征在于，在所述迭代计算分析模块中，所述获得所述各个节点的所述修正系数的步骤，进一步包括：

15.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被设置为运行时执行所述权利要求1-7中任一项所述的方法。

16.一种电子装置，包括存储器和处理器，其特征在于，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行所述权利要求1-7中任一项所述的方法。

17.一种索网结构，其特征在于，采用权利要求1-7中任一项所述的迭代找形方法。

18.一种建筑结构，其特征在于，安装有如权利要求17所述的索网结构。

技术总结
本发明公开了一种索网结构的迭代找形方法、系统、介质、装置及结构，迭代找形方法包括如下步骤：根据索网结构的参数数据，利用结构建模分析软件建立参考模型和分析模型，使参考模型和分析模型的几何形态相同；对分析模型进一步分析，以获取索网结构各个节点的位移数据；基于分析模型和位移数据，利用结构建模分析软件建立迭代模型；以及，基于参考模型和迭代模型，通过找形迭代计算方法，获得优化的索网结构。本发明无需通过软件编程分析，使索网结构的找形过程简单高效，获得的结果更加准确，降低了计算分析的时间成本。

技术研发人员：高彬耘,王文渊,束天明
受保护的技术使用者：中国中元国际工程有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23