【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及建筑鋼結構施工，更具體涉及一種基于線性插值的金屬屋面變形分析方法。
技術介紹
1、在城市基礎設施和經濟發展不斷推進的背景下，鋼結構以其獨特的輕質、高強、優良的力學性能和高工業化程度，廣泛應用于城市基礎設施、體育場館以及文化娛樂設施的建設中，已成為大跨度空間結構的主要形式之一。此類大跨度空間鋼結構包含較為復雜的屋蓋鋼結構體系和上方覆蓋的金屬屋面結構體系，以滿足建筑外形和使用功能的需求。
2、由于金屬屋面對于鋼結構的變形十分敏感，目前在多數項目中，大跨鋼結構與金屬屋面只能偏保守地采用順序方式施工，安全性相對更高，且能在一定程度上降低金屬屋面系統的變形和受損風險；但從項目全局考慮，順序施工存在專業間等待周期長，閉水時間晚的問題，工期和人力成本增加，在體量大、南方陰雨氣候地區的項目中劣勢更加明顯。
3、結合上述問題，越來越多的大跨空間結構開始采用金屬屋面+鋼結構一體化施工的方式，主體屋蓋鋼結構于地面進行拼裝時，即穿插進行金屬屋面的施工，隨后金屬屋面系統同主體鋼結構一同吊裝/提升至設計高度，有助于控制成本、保證工期、降低施工難度。
4、但對于屋蓋鋼結構，其在施工過程中存在若干臨時支承狀態，邊界條件變化時將產生較大變形，將對已經施工完成的金屬屋面產生影響，可能造成金屬屋面的變形或連接破壞，而鋼結構專業和金屬屋面專業在進行屋蓋鋼結構設計和金屬屋面設計時，一般均未考慮邊界條件變化對金屬屋面體系的不利影響，最終將導致金屬屋面在后續承載過程中將面臨較高的安全性風險。
技術
1、本專利技術提供了一種基于線性插值的金屬屋面單元變形的預測計算方法,?基于金屬屋面構件節點坐標表和平面布置圖，以及通過有限元模型分析獲得的屋蓋鋼結構構件節點變形，通過線性插值方法獲取金屬屋面構件的節點變形和單元變形。整個計算過程無需在有限元模型中進行金屬屋面系統的構件建模，避免了繁瑣的建模過程，提高了工作效率，同時也減少了手工建模導致的人為錯誤。
2、為實現上述目的，本專利技術采用如下技術方案：一種基于線性插值的金屬屋面變形分析方法,包括如下步驟：
3、1)?獲取屋蓋鋼結構的節點坐標和特定工況下屋蓋鋼結構的節點變形；
4、2)?基于獲取的屋蓋鋼結構上表面節點坐標，進行三角剖分，針對點集生成三角形集合；
5、3)?根據金屬屋面設計圖，提取金屬屋面構件節點坐標；
6、4)?金屬屋面構件節點投影至屋蓋鋼結構上表面對應的三角剖分內部；
7、5)?根據金屬屋面構件節點的投影點坐標，以及三角剖分三個角點的坐標和變形，基于線性插值方法計算金屬屋面構件節點的變形；
8、6)?根據所有金屬屋面構件節點的變形計算結果，進一步計算金屬屋面構件的應變、應力等關鍵數據。
9、進一步，所述步驟2)中采用了delaunay三角剖分方法，以保證生成的三角剖分質量和后續線性插值的計算精度。
10、進一步，所述步驟4)中采用了按照豎向垂直地面方向的投影方式。
11、進一步，步驟5)中的實施過程中，由于屋蓋鋼結構上表面與地面一般不平行，進行插值時首先需將節點再整體坐標系下的坐標轉換至各個三角剖分對應的局部坐標系內部進行。
12、進一步，步驟5)中的實施過程中，用于線性插值的插值計算矩陣，為根據待計算變形的金屬屋面構件節點坐標、屋蓋鋼結構上表面節點集的三角剖分角點坐標和三角剖分角點變形計算獲得。
13、進一步，步驟5)中的實施過程中，完成局部坐標系內的線性插值計算過程，獲得金屬屋面構件節點在局部坐標系下的變形后，轉換為整體坐標系下的節點變形，并進一步計算金屬屋面構件單元的變形和受力情況。
14、進一步，步驟5)中的實施過程中，各個三角剖分內部金屬屋面構件節點的計算過程相同。
15、與現有技術相比，本專利技術提供了一種基于平面投影和線性插值的金屬屋面變形分析方法。本方法以屋蓋鋼結構的節點坐標、節點變形和金屬屋面構件的節點坐標作為主要輸入參數，通過對應的轉換算法程序，快速計算獲得金屬屋面系統在施工過程中可能的變形水平，大幅減少重復性的人工建模和分析工作，可為金屬屋面系統設計、方案編制和現場施工過程提供指導。
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1.一種基于線性插值的金屬屋面變形分析方法,其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種基于線性插值的金屬屋面變形分析方法，其特征在于：所述步驟2)中采用Delaunay三角剖分方法，以保證生成的三角剖分質量和后續線性插值的計算精度。
3.根據權利要求1所述的一種基于線性插值的金屬屋面變形分析方法，其特征在于：所述步驟4)中采用按照豎向垂直地面方向的投影方式。
4.根據權利要求1中所述的一種基于線性插值的金屬屋面分析方法，其特征在于：步驟5)中的實施過程中，由于屋蓋鋼結構上表面與地面一般不平行，進行插值時首先需將節點再整體坐標系下的坐標轉換至各個三角剖分對應的局部坐標系內部進行。
5.根據權利要求1中所述的一種基于線性插值的金屬屋面分析方法，其特征在于：步驟5)中的實施過程中，用于線性插值的插值計算矩陣，為根據待計算變形的金屬屋面構件節點坐標、屋蓋鋼結構上表面節點集的三角剖分角點坐標和三角剖分角點變形計算獲得。
6.根據權利要求1中所述的一種基于線性插值的金屬屋面分析方法，其特征在于：步驟5)中的實施過程中，
7.根據權利要求1中所述的一種基于線性插值的金屬屋面分析方法，其特征在于：步驟5)中的實施過程中，各個三角剖分內部金屬屋面構件節點的計算過程相同。
...【技術特征摘要】
1.一種基于線性插值的金屬屋面變形分析方法,其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種基于線性插值的金屬屋面變形分析方法，其特征在于：所述步驟2)中采用delaunay三角剖分方法，以保證生成的三角剖分質量和后續線性插值的計算精度。
3.根據權利要求1所述的一種基于線性插值的金屬屋面變形分析方法，其特征在于：所述步驟4)中采用按照豎向垂直地面方向的投影方式。
4.根據權利要求1中所述的一種基于線性插值的金屬屋面分析方法，其特征在于：步驟5)中的實施過程中，由于屋蓋鋼結構上表面與地面一般不平行，進行插值時首先需將節點再整體坐標系下的坐標轉換至各個三角剖分對應的局部坐標系內部進行。
5.根據...
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉洋，邢遵勝，張敏，吳國松，孫佳興，葉冬晨，吳迪，楊文君，嚴航洋，姚杰，張卓凡，張萬迪加，王飛凡，
申請(專利權)人：浙江精工鋼結構集團有限公司，
類型：發明
國別省市：
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