[发明专利]阀厅直立锁边金属屋面系统抗风揭可靠度分析方法

说明书

本发明提供了阀厅直立锁边金属屋面系统抗风揭可靠度分析方法，包括：步骤1、选择阀厅直立锁边金属屋面最易破坏位置建立有限元分析模型；步骤2、通过仿真模拟得到直立锁边金属屋面系统破坏模式以及对应的破坏过程；步骤3、根据破坏过程得到对应的功能函数；步骤4、根据得到的功能函数基于LHS‑MCS法计算立锁边金属屋面系统可靠度。本发明提出的方法能够准确的计算得到直立锁边金属屋面系统的可靠度指标，通过对比可靠度指标，可为屋面板、支座选型提供参考，进而指导直立锁缝屋面系统抗风揭设计，将可能减少或避免直立锁缝屋面系统风揭破坏事故的发生。

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，特别涉及一种阀厅直立锁边金属屋面系统抗风揭可靠度分析方法。

背景技术

阀厅是换流站中的重要建筑，其屋面通常采用直立锁边金属屋面系统，然而由于此类屋面自重轻、柔性大，在强风作用下常发生风揭破坏，可能造成极大的经济损失。此外，现有对该屋面的研究主要集中在抗风揭试验和数值模拟两方面，而对直立锁边金属屋面系统的可靠度安全评估却并未涉及。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，提供了阀厅直立锁边金属屋面系统抗风揭可靠度分析方法，能够量化直立锁边金属屋面系统的可靠指标，能够直观的反应该金属屋面在风荷载作用下的安全水平，通过对比可靠度指标，可为屋面板、支座选型提供参考，进而指导直立锁缝屋面系统抗风揭设计，将可能减少或避免直立锁缝屋面系统风揭破坏事故的发生。

本发明采用的技术方案如下：阀厅直立锁边金属屋面系统抗风揭可靠度分析方法，包括：

步骤1、选择阀厅直立锁边金属屋面最易破坏位置建立有限元分析模型；

步骤2、通过仿真模拟得到直立锁边金属屋面系统破坏模式，以及对应的破坏过程；(脱扣破坏)

步骤3、根据破坏过程得到对应的功能函数；

步骤4、根据得到的功能函数基于LHS-MCS法计算立锁边金属屋面系统可靠度。

进一步的，所述步骤2中，通过仿真模拟确认在风荷载作用下，阀厅直立锁边屋面系统将发生脱扣破坏，并模拟脱扣破坏时中大肋边脱离支座的过程。

进一步的，所述步骤3中，通过脱扣破坏过程中大肋边初始和破坏时的相对位移来计算阀厅直立锁边屋面系统的功能函数。

进一步的，所述功能函数为：

其中，G(·)为直立锁边屋面系统脱扣破坏的功能函数，E、ν、fy、μ、w为随机变量，分别对应为弹性模量、泊松比、屈服强度、摩擦系数、风荷载，l₁、l₂、l₃、l₄分别为卷边后，从卷边起到起每一条边的长度；分别表示卷边起点A、卷边终点B在x、y、z方向的位移向量，通过有限元分析模型仿真计算得出。

进一步的，所述步骤4的子步骤为：

步骤4.1、通过拉丁超立方抽样法在随机变量中获取样本点集合；

步骤4.2、通过Monte Carlo法结合功能函数计算直立锁边金属屋面系统的失效概率和可靠度指标。

进一步的，所述步骤4.1包括以下子步骤：

步骤4.1.1、将随机变量随机分成N个互不重叠的等概率区间，采用随机生成的标准正态的样本矩阵Z_N×n表示样本点的排序，其中，n表示随机变量数量；

步骤4.1.2、通过整数矩阵R_N×n记录所有标准正态样本点的排序信息，得到任意区间中拉丁超立方抽样样本点的累积分布函数值；