中铁建设集团华东工程有限公司;中铁建设集团有限公司周海洋获国家专利权
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龙图腾网获悉中铁建设集团华东工程有限公司;中铁建设集团有限公司申请的专利一种考虑整体-局部风效应的建筑围护结构抗风计算方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN116090062B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-21发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202310086015.3,技术领域涉及:G06F30/13;该发明授权一种考虑整体-局部风效应的建筑围护结构抗风计算方法是由周海洋;龚鹏飞;郝屹峰;常称;邹毅龙;谭锐聪;朱兴焕;刘杰设计研发完成,并于2023-02-07向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种考虑整体-局部风效应的建筑围护结构抗风计算方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种考虑整体‑局部风效应的建筑围护结构抗风计算方法,包括大气边界层流场模拟,通过风洞试验获取带围护结构建筑的风荷载时程、建立考虑围护结构的建筑精细化有限元模型,计算得到围护结构构件的真实风致响应、提取精细化有限元模型中因主体结构响应引起的围护结构约束位移响应、建立围护结构独立分析模型、施加局部风荷载获得局部风效应引起的构件风致内力、内力分析结果、对围护结构用设计风荷载进行参数修正。本发明的有益效果是:弥补现有设计规范对于围护结构构件设计风荷载对整体风效应贡献考虑不足的缺陷,对规范中未明确定义的围护结构类型如薄壁单壳结构、大跨空间结构的二次构件等的设计风荷载取值提供参考依据。
本发明授权一种考虑整体-局部风效应的建筑围护结构抗风计算方法在权利要求书中公布了:1.一种考虑整体-局部风效应的建筑围护结构抗风计算方法,其特征在于:包括以下步骤: S1、进行大气边界层流场模拟,通过风洞试验获取带围护结构建筑的风荷载时程; S2、建立考虑围护结构的建筑精细化有限元模型,计算得到围护结构构件的真实风致响应,包括内力与位移; S3、提取精细化有限元模型中因主体结构响应引起的围护结构约束位移响应; S4、建立围护结构独立分析模型,施加S3获取约束位移获得整体风效应引起的构件风致内力; 所述步骤S4中,具体包括: 选取代表性围护结构构件作为独立分析模型,通过在约束边界施加S3步骤获得的位移时程,计算得到围护结构构件相应的风致响应,即整体风效应引起的风致响应SO; S5、在围护结构独立分析模型中施加局部风荷载获得局部风效应引起的构件风致内力; S6、通过对比S2和S4、S5的构件内力分析结果,分析整体局部风效应对围护结构构件风致内力的贡献程度; S7、根据现有设计规范,对围护结构用设计风荷载进行参数修正; 所述步骤S2中,具体包括: 建立带围护结构的建筑精细化有限元模型,包括模拟围护结构构件与主体结构之间的连接方式; 通过施加步骤S1获得的风压时程数据,进行风致响应分析,为保证分析计算的精度,通常有限元模型风荷载加载的节点数要多于刚性测压试验的测点数,采用本征正交分解的方法,对风荷载数据信息进行扩充: 式中,[Rp]表示已知风荷载数据点脉动风压空间协方差矩阵;λ和[Φ]分别表示该协方差矩阵的特征值和特征向量,围护结构表面已知风荷载数据点的风压pxi,yj,t通过数据点处的协方差特征向量Φkxi,yj与POD模态主坐标系akt来表征,如下式: 扩充后的风荷载peit通过扩充后的特征向量Φek和POD模态主坐标系akt来表征,如下式: 其中,是中的具体特征向量数值,其中下标中的k代表第k个POD特征模态,i代表扩充后的第i个点位;上标中的e表示扩充; 采用全模态时程分析方法,获得围护结构构件风致响应,作为该构件的真实风致响应ST; 所述步骤S3中,具体包括: ①在精细化有限元模型分析中,识别、提取主体结构风致响应,并以整体位移响应作为整体风致效应; ②根据围护结构与主体结构之间的连接方式、约束条件,将整体位移响应转化为围护结构边界条件的位移响应,并以此约束位移响应,作为围护结构独立分析模型的施加荷载; 所述步骤S5中,具体包括: ①根据S1步骤获得的带围护结构建筑物表面无量纲风压系数时程数据,考虑相似理论,并基于围护构件尺度效应,换算得到适用于围护构件原型尺寸的局部风荷载时程数据,并进行相关统计分析; ②选取围护结构构件独立分析模型,施加虚拟边界条件,基于现有设计规范,按照准静定假定,施加局部风荷载,计算得到围护结构构件相应的风致响应,即局部风效应引起的风致响应SL; 所述步骤S6中,具体包括: ①通过比较围护结构分析结果,计算得到整体风效应和局部风效应对围护结构风致结构效应的贡献程度分别为:、; ②在进行结构效应贡献程度分析时,选择最不利情况,即分析各类风效应下结构构件风致响应的极值作为分析对象。
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