[发明专利]大开口索承网格结构的找形方法

权利要求书

1.大开口索承网格结构的找形方法，其特征在于：包括以下步骤：

a)、将大开口索承网格结构拆分成上部大开口刚性体系与下部张拉索杆体系，所述下部张拉索杆体系中的撑杆对上部大开口刚性体系进行支撑，所述撑杆与上部大开口刚性体系的交点为撑杆上节点；

b）、约束上部大开口刚性体系中的撑杆上节点Z向，计算指定荷载工况作用下该节点对应的支座反力；

c）、约束下部张拉索杆体系中的撑杆上节点X、Y向，放松其Z向的约束，将步骤b）中求得的支座反力反号施加至撑杆上节点，采用平衡矩阵理论求得单元内力的最小二乘解；

d）、再约束下部张拉索杆体系撑杆上节点的Z向，采用力密度法求解张拉体系的平衡形态；

e）、力密度法求解张拉索杆体系的平衡形态后，强制使需要保持竖直的撑杆下部自由节点的X、Y坐标等于上部约束节点的X、Y坐标；

f）、将撑杆分组，确定各组撑杆中起长度控制的杆件为主要杆，并确定各组撑杆中主要杆的长度为l_a1、l_a2、…、l_an，其他为从属杆；

g）、在下部张拉索杆体系找形结果中提取各主要杆的长度l₁、l₂、…、l_n；

h）、令主要杆的长度为l_a1、l_a2、…、l_an，而各组从属杆的长度相应乘以对应主要杆的等比例缩放系数：l_a1/l₁、l_a2/l₂、…、l_an/l_n；

i）重复c）至h）步，可获得撑杆保持竖直且长度满足要求的找形结果。

2.根据权利要求1所述的大开口索承网格结构的找形方法，其特征在于：在所述找形方法中引入判定条件：R([A])≠R([A {P}])，式中R( )表示矩阵的秩，[A] 为力平衡矩阵， {P_t}为节点荷载矩阵，若该式成立，则所述找形方法中所求张拉索杆体系不存在，应调整上述步骤中的限制条件重新求解。

3.根据权利要求2所述的大开口索承网格结构的找形方法，其特征在于：将张拉索杆体系的变形向量引入张拉索杆形态中对形态进行微调，具体修正步骤如下：

Ⅰ)、将下部张拉索杆体系找形态与上部大开口刚性体系组合，得到整体模型，计算各荷载工况；

Ⅱ）、提取张拉索杆体系自由节点在需要适应的控制工况中的变形向量，将其作为修正向量叠加到自由节点坐标上；

Ⅲ）、采用上述e）～h）步骤进行撑杆竖直及长度修正；

Ⅳ）、以上步骤重复数次，可得到能兼顾其他荷载工况的张拉索杆体系形态。