[发明专利]基于模型迭代修正的法兰连接节点分析方法

权利要求书

1.基于模型迭代修正的法兰连接节点分析方法；步骤如下：

步骤一、按照待分析的法兰的连接节点的实际尺寸建立第一组三维模型；

所述第一组三维模型为上下双层法兰板网格模型；

所述第一组三维模型按实际位置建立螺栓连接；

所述第一组三维模型中与法兰板连接的梁或柱以法兰中心点代替；所述中心点与法兰刚性连接；

所述第一组三维模型的双层法兰板间定义只受压刚度模拟双层法兰的接触，所述双层法兰板中的上层法兰板在中心点上施加外力，所述双层法兰板中的下层法兰板中心点全固定约束；

步骤二、将所述第一组三维模型中的所述下层法兰网格节点采用全固定约束，形成第二组三维模型；

步骤三、将所述第二组三维模型中的法兰板厚度取为1米，形成第三组三维模型；

步骤四、在所述第一组三维模型、所述第二组三维模型和所述第三组三维模型输入通用有限元程序进行数值分析法试算求解，获得所述第一组三维模型、所述第二组三维模型和所述第三组三维模型的受拉区螺栓拉力分布、受压区螺栓压力分布和受压区法兰板反力分布；

步骤五、钝化所述第一组三维模型、所述第二组三维模型和所述第三组三维模型的所述受压区螺栓压力分布重新求解，在所述受压区螺栓压力重分布后，获得的钝化后的分析结果，包括所述第一组三维模型、所述第二组三维模型和所述第三组三维模型的钝化后受拉区螺栓拉力分布和下层法兰反力分布；

步骤六、判断所述步骤五中所述钝化后受拉区螺栓拉力分布和所述下层法兰反力分布否存在螺栓受压的情况；若存在，则重复执行步骤五；

否则，输出所述第一组三维模型、所述第二组三维模型和所述第三组三维模型的的所述螺栓拉力和所述下层法兰反力分布；所述第一组三维模型、所述第二组三维模型和所述第三组三维模型的中性轴位于法兰板中部；所述第一组三维模型和所述第二组三维模型的下层法兰反力最大值位于内环边缘，所述第三组三维模型的下层法兰反力最大值位于外边缘；

步骤七、采用静力平衡法求解所述待分析的法兰，在求解过程中假定法兰板反力中性轴，即反力为0的轴线，沿梁或柱的边线或切线方向延伸；获得静力平衡法分析结果；所述静力平衡法分析结果包括所述待分析的法兰受拉区螺栓拉力、所述待分析的法兰反力分布，所述待分析的法兰反力最大值位于外边缘、所述待分析的法兰中性轴为假定轴线；

步骤八、将所述步骤七中的所述静力平衡法分析结果与所述第一组三维模型、所述第二组三维模型和所述第三组三维模型钝化后的分析结果，即反力分布，进行对比验证；若所述反力分布趋势一致，则表示静力平衡法是以刚性板为前提；若所述静力平衡法关于中性轴位置的假定与所述第三组三维模型数值分析结果有偏差；则表示所述静力平衡法存在局限性；且所述第三组三维模型刚性板假定与实际亦不符；

步骤九、根据步骤六的分析结果，所述第一组三维模型、所述第二组三维模型和所述第三组三维模型的所述下层法兰反力最大值位于内环边缘，由于外荷载是施工加于法兰中心点处，法兰中心点与内环边缘节点刚性连接，内环边缘对外荷载的反作用最大，所述第一组三维模型、所述第二组三维模型和所述第三组三维模型的分析结果趋势与实际相符；

步骤十、所述第一组三维模型、所述第二组三维模型和所述第三组三维模型的拉压力区在模型迭代修正过程中多次重分布，其分析结果与所述静力平衡法相比，压力分布区域增大，受拉螺栓数量减少，受拉螺栓所承担的拉力增大；

步骤十一、所述第一组三维模型下层法兰中心点固定约束，用于分析梁柱连接法兰；所述第二组三维模型下层法兰节点全固定约束，用于分析立柱柱脚法兰。

2.根据权利要求1所述的基于模型迭代修正的法兰连接节点分析方法，其特征在于，所述外力包括水平力、竖向力或弯矩。