[发明专利]一种大跨空间结构复杂边界条件杆件计算长度确定方法及其应用

权利要求书

1.一种大跨空间结构复杂边界条件杆件计算长度确定方法，其特征在于通过计算机按以下步骤计算：

S1.在控制荷载工况下，进行整体结构的特征值屈曲分析，得到各阶屈曲模态；

S2.以特征值屈曲分析得到的表现为该杆件失稳模态为初始形态，施加微小的几何缺陷，然后进行整体结构的几何非线性的弹性承载能力过程分析；

S3.在整体结构失去承载能力的过程当中，跟踪杆件的轴力-位移变化情况，根据轴力是否到达最大值及出现下降阶段，判定临界荷载的出现；

S4.按以下公式确定杆件的计算长度：

l0=5(m+1)4m2+2m+4×π2EIeql2×1Pcr×l]]>

其中：l为主杆件的几何长度；

N₁、N₂为临界状态时杆端最大、最小轴压力；

EI_eq为杆件等效抗弯刚度；

P_cr为轴力-位移曲线的临界荷载。

2.根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于步骤S2中所设定的微小缺陷特征值为该杆件几何长度的1/3000～1/10000。

3.根据权利要求2所述的确定方法，其特征在于步骤S2中所设定的微小缺陷特征值为该杆件几何长度的1/5000。

4.根据权利要求1～3任一项所述的确定方法，其特征在于步骤S3中判定临界荷载出现的方法是当轴力到达最大值并且出现下降阶段，则轴力最大值为临界荷载，否则没有到达临界状态。

5.根据权利要求4所述的确定方法，其特征在于杆件断面外轮廓几何尺寸相同、壁厚不同时，步骤S4所述EI_eq为杆件的抗弯刚度。

6.一种权利要求1所述大跨空间结构复杂边界条件杆件计算长度确定方法的应用，其特征在于所述方法应用于单层折面空间网格结构的杆件计算长度的确定。

7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于所述单层折面空间网格结构中所述的空间网格为三角形网格。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于所述三角形网格由三根主杆件构成，所构成的平面的受面面夹角在90°～150°之间。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于所述三角形网格在每根主杆件的四分点处设置次杆件，次杆件的断面高度为主杆件断面高度0.3～0.8倍。

10.根据权利要求8～9所述的应用，其特征在于所述主杆件由外直径相同，壁厚不同的圆形钢管组成，壁厚从杆件两端朝杆件中部呈台阶状递减。