[发明专利]一种直立锁边金属屋面风灾易损性评估方法及系统

权利要求书

1.一种直立锁边金属屋面风灾易损性评估方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、获取多个风速下直立锁边金属屋面跨中竖向位移样本，根据所述跨中竖向位移样本，计算得到破坏参数β_c；

S2、根据所述破坏参数β_c，建立风灾易损性的概率函数，即风速达到v时，直立锁边金属屋面的破坏参数大于或等于破坏参数阈值的概率；

S3、对不同风速下建立的风灾易损性的概率函数进行拟合，得到最终拟合函数：

所述k为能力需求，所述σ为样本破坏参数的对数标准差；

S4、根据S3中所述最终拟合函数对直立锁边金属屋面的风灾易损性进行评估。

2.根据权利要求1所述的一种直立锁边金属屋面风灾易损性评估方法，其特征在于，所述S1中获得多个风速下直立锁边金属屋面跨中竖向位移样本，通过如下步骤获得：

S11、采用蒙特卡洛模拟方法，根据屋面板的材料参数和扣合处摩擦系数，进行随机抽样，获得金属屋面模型样本；

S12、对所述S11中建立的金属屋面模型按阶梯式增加风速，测量跨中竖向位移量，通过有限元模拟获取位移响应样本。

3.根据权利要求2所述的一种直立锁边金属屋面风灾易损性评估方法，其特征在于，所述S1中，通过如下公式获得破坏参数β_c：

所述S为支座间距，S₀为最小的支座间距，W为板宽，h为跨中竖向位移，α为系数。

4.根据权利要求3所述的一种直立锁边金属屋面风灾易损性评估方法，其特征在于，所述最小的支座间距S₀设定为800mm，所述系数α在固定抗风夹的情况下设定为5-6之间。

5.根据权利要求1所述的一种直立锁边金属屋面风灾易损性评估方法，其特征在于，所述S3中，对不同风速下建立的风灾易损性的概率函数进行拟合的过程包括如下步骤：

S31、对S1中获得的直立锁边金属屋面跨中竖向位移样本进行统计分析，获得样品破坏参数的均值μ和对数标准差σ；

S32、根据所述样品破坏参数的均值μ和对数标准差σ，对S2中建立的风灾易损性的概率函数进行对数正态变换，得到：

S33、建立能力需求比k与风速V的对数关系，得到：

ln(k)＝a*lnV+b

S34、根据能力需求比k与风速V的对数关系，对所述经过对数正态变换的风灾易损性的概率函数进行推导，得到最终拟合函数：

6.根据权利要求5所述的一种直立锁边金属屋面风灾易损性评估方法，其特征在于，步骤S33中，所述k为结构能力与需求的比值，计算公式为：

k＝β_c/β_LS

所述β_c为有限元计算得到的样本破坏参数，所述β_LS为破坏参数阈值。

7.根据权利要求5所述的一种直立锁边金属屋面风灾易损性评估方法，其特征在于，步骤S33中，所述a和b通过最小二乘法计算得到。

8.根据权利要求5所述的一种直立锁边金属屋面风灾易损性评估方法，其特征在于，对所述经过对数正态变换的风灾易损性的概率函数进行推导的过程如下：

其中，所述lnk为回归分析的纵坐标，所述为样本破坏参数对数标准差，即σ，所述为各性能水准破坏参数的对数标准差。

9.一种执行权利要求1-7任一所述的直立锁边金属屋面风灾易损性评估方法的系统，其特征在于，包括：评估模型构建单元和屋面系统评估单元；

所述评估模型构建单元，用于构建金属屋面风灾易损性评估函数；

所述屋面系统评估单元，用于运用所述金属屋面风灾易损性评估函数，对金属屋面的风灾易损性进行评估。

10.根据权利要求9所述的一种直立锁边金属屋面风灾易损性评估系统，其特征在于，所述评估模型构建单元，包括位移监测模块、数据处理模块和函数拟合模块，

所述位移监测模块，用于测量直立锁边金属屋面中的跨中竖向位移；

所述数据处理模块，用于根据所述跨中竖向位移样本，计算得到破坏参数β，并建立关于破坏参数β的风灾易损性的概率函数；

所述函数拟合模块，用于对不同风速下建立的风灾易损性的概率函数进行拟合，得到用于评估金属屋面风灾易损性的函数模型。