(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210356081.3 (22)申请日 2022.07.29 (71)申请人 中国电力工程顾问集团西南电力设 计院有限公司 地址 610056 四川省成 都市成华区东 风路 16号 (72)发明人 毛宇　余波　王强　吴怡敏　杨关　 张朋朋　徐晴　何勇　叶永健　 罗瑾煊　谢艳芳　刘超　 (74)专利代理 机构 成都九鼎天元知识产权代理 有限公司 51214 专利代理师 罗强 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 111/10(2020.01)G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 阀厅直立锁边金属屋面系统抗风揭承载力 计算方法 (57)摘要 本发明提供了一种阀厅直立锁边金属屋面 系统抗风揭承载力计算方法， 包括： 步骤1、 建立 直立锁边屋面系统局部的有限元模 型， 并进行有 效性验证； 步骤2、 对有限元模型进行参数分析， 确定影响屋面系统抗风揭承 载力的相关参数， 同 时得到各相关参数与抗风揭承载力的关系以及 对应数值模拟数据； 步骤3、 通过相关分析法， 拟 合相关参数得到与抗风揭承载力相关性最强的 参数， 确认该参数与抗风揭承载力的关系； 并基 于数值模拟数据， 得到屋面系统抗风揭承载力计 算表达式， 进行抗风揭承载力计算。 本发明通过 数值模拟对承载力分析计算， 相比较物理实验， 可减少大量的时间与财力； 所得的抗风揭承 载力 计算公式不再受板型的限制， 且形式简单， 便于 工程设计使用。 权利要求书1页 说明书5页 附图7页 CN 115374663 A 2022.11.22 CN 115374663 A 1.阀厅直 立锁边金属屋面系统抗 风揭承载力计算方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤1、 建立 直立锁边屋面系统局部的有限元模型， 并进行有效性验证； 步骤2、 对有限元模型进行参数分析， 确定影响屋面系统抗风揭承载力的相关参数， 同 时得到各相关参数与抗 风揭承载力的关系以及对应数值模拟数据； 步骤3、 通过相关分析法， 拟合相关参数得到与抗风揭承载力相关性最强的参数， 确认 该参数与抗风揭承载力的关系； 并基于数值模拟数据， 得到屋面系统抗风揭承载力计算表 达式， 根据表达式进行抗 风揭承载力计算。 2.根据权利要求1所述的阀厅直立锁边金属屋面系统抗风揭承载力计算方法， 其特征 在于， 步骤1中， 选取整个屋面 风压最大且最 易破坏位置建立有限元分析模型。 3.根据权利要求1或2所述的阀厅直立锁边金属屋面系统抗风揭承载力计算方法， 其特 征在于， 有效性验证过程为： 通过对屋面板应力、 支座应力、 抗风夹应力和锁边相对位移进 行观测， 在其中一个观测值达到响应极限时对应的风荷载为最大抗风揭承载力， 将其与已 有实验结果进行对比， 完成模型的有效性验证。 4.根据权利要求1所述的阀厅直立锁边金属屋面系统抗风揭承载力计算方法， 其特征 在于， 相关参数包括： 屋面板 板宽、 板厚以及抗 风夹间距。 5.根据权利要求4所述的阀厅直立锁边金属屋面系统抗风揭承载力计算方法， 其特征 在于， 拟合相关参数得到与抗风揭承载力相关性最强的参数为bl/d2， 其中， d为板厚、 b为板 宽， l为抗风夹间距。 6.根据权利要求5所述的阀厅直立锁边金属屋面系统抗风揭承载力计算方法， 其特征 在于， 抗风揭承载力相关性最 强的参数获取方法为： 相关性采用皮尔森相关系数Rps和斯皮 尔曼秩相关系数Rsp衡量。 7.根据权利要求5或6所述的阀厅直立锁边金属屋面系统抗风揭承载力计算方法， 其特 征在于， 抗风揭承载力与其相关性最强的参数的关系为： F＝C1+C2ln(bl/d2)， 其中F为屋面 抗风揭承载力， C1、 C2为多项式系数， 具体为： 其中， 和 分别为x和y的平均值， x代表bl/d2， y代表抗风承载力F； xi和yiyi分别指第i 个x、 y的值。 8.根据权利要求7所述的阀厅直立锁边金属屋面系统抗风揭承载力计算方法， 其特征 在于， 抗风揭承载力计算表达式为： F＝ ‑2.35797ln(bl/d2)+38.44388， 其中， d为板厚、 b为 板宽， l为抗风夹间距。 9.根据权利要求1所述的阀厅直立锁边金属屋面系统抗风揭承载力计算方法， 其特征 在于， 还包括， 步骤4、 获得局部模 型的抗风揭承载力计算表达式后， 扩展到整个屋面寻找全 屋面范围内薄弱位置， 根据抗 风揭承载力计算结果采取加固措施。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115374663 A 2阀厅直立锁边金属屋面系统抗风揭承 载力计算方 法 技术领域 [0001]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 承载力计算方法。 背景技术 [0002]直立锁边金属屋面系统因其轻质高强、 防水性能优越等特点而广泛应用于换流站 阀厅的屋面围护结构中。 然而作为风敏感结构， 其在强风作用下时常发生风揭破坏， 造成了 极大的经济损失。 因此， 探究阀厅直立锁边屋面系统抗风揭承载力， 并以此指导结构设计， 将有助于减少该 结构风揭破坏的发生。 [0003]现阶段， 针对直立锁边金属屋面系统结构的抗风揭设计主要是依据以往的工程经 验以及静力荷载结果， 而没有较有理论依据并且成体系的设计过程。 这为此类结构屋面系 统的抗风揭承载留下了一定隐患。 而且目前国内外对于大跨度建筑的轻钢屋面相关研究， 主要集中在机场、 物流仓储等建筑， 而针对特高压换流站主体建筑金属屋面的抗风揭研究 进行得较少 。 而换流站阀厅 的屋面相对于普通建筑的要求更高， 因此并不能直接移用现有 的研究成果。 [0004]此外， 由于直立锁边屋面型号众多， 导致现有抗风揭试验所得结果无法运用到板 型多变的实际工程设计中去。 因此， 亟待建立一套适用于阀厅直立锁边屋面系统并且不依 赖与具体板型的直 立锁边屋面系统抗 风揭承载力计算方法。 发明内容 [0005]针对现有技术中存在的问题， 提供了一种阀厅直立锁边金属屋面系统抗风揭承载 力计算方法， 该计算方法不再受屋面板 板型的约束， 具有更强的适用性。 [0006]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承载力计算方 法， 包括以下步骤： [0007]步骤1、 建立 直立锁边屋面系统局部的有限元模型， 并进行有效性验证； [0008]步骤2、 对有限元模型进行参数分析， 确定影响屋面系统抗风揭承载力的相关参 数， 同时得到各相关参数与抗 风揭承载力的关系以及对应数值模拟数据； [0009]步骤3、 通过相关分析法， 拟合相关参数得到与抗风揭承载力相关性最强的参数， 确认该参数与抗风揭承载力的关系； 并基于数值模拟数据， 得到屋面系统抗风揭承载力计 算表达式； [0010]进一步的， 步骤1中， 选取整个屋面风压最大且最易破坏位置建立有限元分析模 型。 [0011]进一步的， 有效性验证过程为： 通过对屋面板应力、 支座应力、 抗风夹应力和锁边 相对位移进行观测， 在其中一个观测值达到响应极限时对应的风荷载为最大抗风揭承载 力， 将其与已有实验结果进行对比， 完成模型的有效性验证。 [0012]进一步的， 相关参数包括： 屋面板 板宽、 板厚以及抗 风夹间距。说　明　书 1/5 页 3 CN 115374663 A 3