[发明专利]确定索杆梁系空间结构放样态的形态分析逆迭代法

权利要求书

1.一种确定索杆梁系空间结构放样态的形态分析逆迭代法，其特征在于，该逆迭代法包括以下步骤：

1)分析准备：明确索杆梁系结构的设计态的节点坐标{D}^T、设计态的目标预应力{P}^T、拟采用的施工进程方案以及约束条件和材料参数，并设定逆迭代分析循环终止阈值，所述逆迭代分析循环终止阈值包括几何阈值ε_D和张力阈值ε_P；

2)建立索杆梁系结构有限元模型：首先，以索杆梁系结构结构节点坐标{D}_k+1建立有限元模型的所有节点；然后，按照拉索的张力等效应变{S}_k+1、材料参数以及施工进程方案建立有限元模型的所有单元；最后，依据约束条件对部分节点施加约束；其中，{D}_k+1＝{D}_k+{d}_k，{d}_k＝{D}^T-{DD}_k，{S}_k+1＝{S}_k+{p}_k/EA，E和A分别是拉索的弹性模量和截面积，{p}_k＝{P}^T-{PP}_k，所述{DD}_k为上一次迭代中的求解后节点坐标所述{PP}_k为上一次迭代中的求解后拉索张力，k为迭代次数，没有迭代时k＝0，以设计态的节点坐标{D}^T作为放样态的初始节点坐标{D}₁，以设计态的目标预应力{P}^T作为放样态的初始拉索张力来计算初始等效应变{S}₁＝{P}^T/EA；

3)将所述步骤2)中得到的有限元模型输入到有限元分析软件中进行非线性有限元分析，得到施工成形时的求解后节点坐标{DD}_k和求解后拉索张力{PP}_k；

4)逆向修正及迭代分析：令{d}_k＝{D}^T-{DD}_k，{p}_k＝{P}^T-{PP}_k，判断(||{d}_k||∞，||{p}_k||∞)是否小于(ε_D，ε_P)；若是，则迭代结束，将节点坐标{D}_k和拉索张力{P}_k作为放样态输出；若否，则返回步骤2)。

2.根据权利要求1所述的一种确定索杆梁系空间结构放样态的形态分析逆迭代法，其特征在于，所述步骤3)中的非线性有限元分析是考虑施工进程的非线性有限元分析，具体步骤为：

3a)“杀死”索杆梁系结构所有单元；

3b)依据施工进程方案将索杆梁系结构成形过程划分为N个施工阶段

3c)依次对第i个施工阶段进行如下操作，i＝1，2，…，N：“激活”该施工阶段的单元，施加本施工阶段的荷载及拉索的张力等效应变，然后用有限元分析软件进行非线性有限元计算；从第2个施工阶段起，所述的操作都是在上一施工阶段的操作基础上进行的；第N个施工阶段操作完毕后，提取本施工阶段的非线性有限元计算结果作为施工成形时的求解后节点坐标{DD}_k和求解后拉索张力{PP}_k。