[发明专利]一种确定结构多尺度动力分析中子模型尺寸的方法

权利要求书

1.一种确定结构多尺度动力分析中子模型尺寸的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

第一步：根据设计图纸，建立大跨结构的整体模型，用网格划分尺度为米级的粗网格对大跨结构整体模型进行划分，不考虑结构局部的一些构造细节，

第二步：采用常用数值积分法进行动力反应数值分析并求解计算，根据整体模型的计算结果，得知整体模型的薄弱部位和应力集中部位，从而确定结构的关键部位，

第三步：由结构整体模型分析得到的内力和位移响应得出整体模型的薄弱部位、应力集中部位和用户所要求和关心的部位，将这些部位作为最终需要在整体模型中建立子模型进行专门分析的结构部位，

第四步：第三步中子模型的初始尺寸大小根据圣维南原理和结构重要性共同确定：结构越重要，子模型初始尺寸大小就越大，依据圣维南原理，子模型初始尺寸越大，分析结果就越精确，由此建立用于结构多尺度动力分析的初始子模型，

第五步：采用结构多尺度动力分析方法，基于初始子模型进行结构动力响应分析，并采用逐步积分法进行计算得到初始子模型的动力响应值，设该值为β₁，

第六步：确定更新子模型的尺寸增大系数a，以a倍增大初始子模型尺寸，根据工程经验和大跨结构重要性可以确定增大系数a的一个范围，结构越重要，则增大系数a在这个范围中取得值就越大，根据圣维南原理，整个子模型的响应值就会越精确，

第七步：根据增大系数a重新建立子模型，基于更新子模型重新进行结构动力响应分析，采用逐步积分法计算得到新建子模型的动力响应值，设该值为β₂，并结合β₁值进行分析结果精度的保证率δ计算，计算公式如公式（1）

δ=|β2-β1β1|---(1),]]>

第八步：分析结果精度的保证率δ验算及最终子模型尺寸的确定，将第七步计算所得保证率δ与用户预先设定的保证率进行对比验算，以确定分析结果的精度能否满足要求，并据此确定此时的更新子模型能否作为最终用于计算的子模型。

2.根据权利要求1所述的确定结构多尺度动力分析中子模型尺寸的方法，其特征在于第五步所述的结构多尺度动力分析方法中，需在第四步确定初始子模型的大小后，先根据第二步整体模型计算结果，由整体模型相应位置的节点位移和应力边界条件进行插值，以此确定整体模型和子模型交界面的耦合条件，作为整体模型和子模型的衔接处理，并将作用在子模型上的荷载单独施加，同样采用结构动力响应分析中的逐步积分法计算出初始子模型的动力响应值，并赋值为β₁。

3.根据权利要求1所述的确定结构多尺度动力分析中子模型尺寸的方法，其特征在于第八步所述的分析结果精度的保证率δ验算中，若计算保证率δ不能达到用户预先设定的保证率时，则需要在整体模型中增大建立子模型的区段；把本次计算所用更新子模型作为下一步计算的初始子模型，先把β₂赋值给β₁，再重复第六步和第八步的过程，计算中增大系数a无需再次确定，直到计算出的保证率δ不大于用户预先设定的保证率值，则确定该更新子模型作为最终用于计算的子模型，同时确定了最终子模型的尺寸。

4.根据权利要求1所述的确定结构多尺度动力分析中子模型尺寸的方法，其特征在于所述的数值积分法包括中心差分法、Newmark-β法、Wilson-θ法、线性加速度法和平均常加速度法。