(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 202210929581.1 (22)申请日 2022.08.04 (71)申请人 北京建工集团有限责任公司 地址 100055 北京市西城区广莲路1号建工 大厦 申请人 中冶检测认证有限公司 　 北京市建筑设计研究院有限公司 　 中国农业大 学 (72)发明人 付雅娣　王益民　傅彦青　江洋　 耿海霞　剧锦三　吴良良　吴昊　 李根　杨信强　周昊　 (74)专利代理 机构 北京谱帆知识产权代理有限 公司 11944 专利代理师 邢旭乔(51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06T 7/521(2017.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 基于钢结构施工变形对结构设计性能影响 的逆分析方法 (57)摘要 本申请提供了一种基于钢结构施工变形对 结构设计性能影响的逆分析方法， 包括： 根据设 计要求建立钢结构的有限元模型； 根据某一施工 方案中临时支撑的截面信息、 位置信息以及边界 信息， 在有限元分析软件中建立临时支撑的有限 元模型， 同时根据施工流程定义结构组、 边界组 以及荷载组； 对施工完成后的钢结构进行三维扫 描得到钢结构的实际位移U0(i)， 并将该实际位 移U0(i)导入有限元分析软件进行模拟计算， 输 出结构安全及加工或补强措施。 该方法可以解决 现有技术没有考虑施工过程产生的变形和 内力 对最终建造完成的钢结构承载力性能的影响的 问题。 权利要求书2页 说明书5页 附图1页 CN 115374667 A 2022.11.22 CN 115374667 A 1.一种基于钢结构施工变形对结构设计性能影响的逆分析 方法， 其特 征在于， 包括： 步骤S1： 根据设计要求建立钢结构的有限元模型； 步骤S2： 根据某一施工方案 中临时支撑的截面信息、 位置信 息以及边界信息， 在有限元 分析软件中建立临时支撑的有限元模型， 同时根据施工流程定义结构组、 边界组以及荷载 组； 步骤S3： 对施工完成后的钢结构进行三维扫描得到钢结构的实际位移U0(i)， 并将该实 际位移U0(i)导入有限元分析 软件进行模拟计算， 输出 结构安全及加工或补强措施； 在所述步骤S1中， 根据设计要求建立钢结构的有限元模型之后还包括： 建立直角坐标 系， 并以该钢结构的有限元模型的初始节点坐标设置为X0(i)， i为节点编号， 其中， 节点编 号连续分布， 最小值 为1， 最大值 为n； 所述步骤S3包括： 步骤S31： 对施工完成后的钢结构进行三维扫描， 得到三维点云模型， 将该三维点云模 型与钢结构的有限元模型进行拟合分析， 得到钢结构的实际位移U0(i)， 并将该实际位移U0 (i)导入有限元分析 软件， 同时令钢结构的有限元模型坐标调整值S(i)=U0(i)； 步骤S32： 将坐标调整值S(i)反向施加于钢结构的初 始节点坐标X0(i)， 此时钢结构的节 点坐标为X1(i)， 然后进行施工模拟分析， 以表格形式输出 结构位移U1(i)； 步骤S33： 计算钢 结构的位移差ΔU1(i)， 并将钢结构的位移差ΔU1(i)与事先给定的精 度m进行比较， 如果 ， 则满足精度要求， 修改钢结构的有限元模型的节点坐 标得到钢结构的最终设计构 型X(i)； 如 果 ， 则不满足精度要求， 令坐标调整 值S(i)=U1(i)返回所述步骤S32， 之后重复运行所述步骤S32和所述步骤S33直至满足精度 要求为止， 然后修改钢结构的有限元模型的节点坐标得到钢结构的最终设计构型X(i)， 其 中， 为钢结构的有限元模型 上的所有节点的位移差的平方之和； 步骤S34： 对施工完成后的钢结构的最终设计构型按设计标准进行荷载组合承载力验 算， 如果满足设计要求， 则输出结构安全及加工或补强措施； 如果不满足设计要求， 则输出 结构不安全， 修改施工方案后重复所述步骤S31至所述步骤S34， 直至施工完成后的钢结构 的最终设计构型满足设计要求， 最后输出 结构安全及加工或补强措施。 2.根据权利要求1所述的基于钢结构施工变形对结构设计性能影响的逆分析方法， 其 特征在于， 所述直角坐标系的X轴沿钢结构的宽度方向， Y轴沿钢结构的长度方向， Z轴沿钢 结构的高度方向。 3.根据权利要求1所述的基于钢结构施工变形对结构设计性能影响的逆分析方法， 其 特征在于， 在所述 步骤S2中： 所述结构组为每一个施工流 程新安装的杆件或新拆除的杆件； 所述边界组为每一个施工流 程新安装的杆件或新拆除的杆件所包 含的边界信息； 所述荷载组为每一个施工流 程新增加的荷载或新消失的荷载。 4.根据权利要求1所述的基于钢结构施工变形对结构设计性能影响的逆分析方法， 其 特征在于， 在所述步骤S2中， 根据所述施工流程定义结构组、 边界组以及荷载组之后还包 括： 定义施工阶段， 激活每一个施工流程新增加的所述结构组、 所述边界组和所述荷载组， 钝化每一个施工流 程新消失的所述结构组、 所述 边界组和所述荷载组。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115374667 A 25.根据权利要求1所述的基于钢结构施工变形对结构设计性能影响的逆分析方法， 其 特征在于， 在所述 步骤S32中， 钢结构的节点 坐标X1(i)=X0(i)‑S(i)。 6.根据权利要求1所述的基于钢结构施工变形对结构设计性能影响的逆分析方法， 其 特征在于， 在所述 步骤S33中， 钢结构的位移差 ΔU1(i)=U1(i)‑U0(i)。 7.根据权利要求1所述的基于钢结构施工变形对结构设计性能影响的逆分析方法， 其 特征在于， 在所述 步骤S34中， 钢结构的最终设计构型 X(i)=X0(i)‑S(i)。 8.根据权利要求1至7中任一项所述的基于钢结构施工变形对结构设计性能影响的逆 分析方法， 其特征在于， 所述三 维点云模型利用数据整合、 降噪抽稀或者数据导出的方式处 理得到。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115374667 A 3