(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 202210455582.7 (22)申请日 2022.04.27 (71)申请人 中国电建集团城市规划设计 研究院 有限公司 地址 510000 广东省广州市南沙区南沙街 进港大道8号2001、 2002、 2003、 2004、 2005、 2006、 2007、 2008房(仅限办公) (72)发明人 梁战场　杨科　潘奕康　 (74)专利代理 机构 广州三环 专利商标代理有限 公司 44202 专利代理师 陈旭红 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 30/23(2020.01)G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种K型间隙矩形管桁架的荷载评估方法、 装置及设备 (57)摘要 本发明公开了一种K型间隙矩形管桁架的荷 载评估方法、 装置及设备， 过对获取到的桁架设 计参数进行轴向刚度的计算， 并设计了一种可考 虑节点轴向刚度的桁架模型进行模拟， 从而计算 获得桁架的挠度和应力， 实现了对桁架节点的轴 向刚度进行量化计算。 相比于现有技术， 本发明 能够避免由于桁架节点只能考虑铰接或全钢接 的设计模型所带来的误差， 提高了桁架挠度和桁 架应力的评估准确度， 从而便于工程师通过获得 挠度结果和应力结果进行精细化 设计， 有利于提 高桁架的设计精度。 权利要求书2页 说明书11页 附图5页 CN 114781034 A 2022.07.22 CN 114781034 A 1.一种K型间隙矩形 管桁架的荷载评估方法， 其特 征在于， 包括： 获取K型间隙矩形 管桁架的桁架设计参数； 根据所述桁架设计参数， 代入预设的公式， 获得每个节点的轴向刚度； 其中， 所述轴向 刚度包括： 初始刚度、 屈服刚度和 屈服承载力； 在每个桁架节点中， 按预设的结构添加刚性杆元、 刚性梁元和杆元弹簧， 获得可考虑节 点轴向刚度的桁架模型； 其中， 所述桁架节点具体为： 连接K型间隙矩形管桁架的桁架弦杆 和双桁架 支杆的节点； 将所有所述轴向刚度代入所述可考虑节点轴向刚度的桁架模型中， 计算获得K型间隙 矩形管桁架的荷载评估结果； 其中， 所述荷载评估结果包括： 桁架应力结果和桁架挠度结 果。 2.根据权利要求1所述的K型间隙矩形管桁架 的荷载评估方法， 其特征在于， 在计算获 得K型间隙矩形 管桁架的荷载评估结果之后， 还 包括： 根据所述荷载评估结果， 判断所述K 型间隙矩形 管桁架是否满足施工要求； 当所述K型间隙矩形 管桁架满足施工要求时， 输出桁架设计参数； 当所述K型间隙矩形管桁架不满足施工要求时， 调整桁架设计参数， 重新计算K型间隙 矩形管桁架的荷载评估结果， 并再次判断重新计算的K型间隙矩形管桁架的荷载结果是否 满足施工要求。 3.根据权利要求2所述的K型间隙矩形管桁架 的荷载评估方法， 其特征在于， 所述在每 个桁架节点中， 按 预设的结构添加刚性杆元、 刚性梁元和杆元弹簧， 获得可考虑节点轴向刚 度的桁架模型， 具体为： 在每个桁架节点中， 添加两个四边形结构连接桁架弦杆和双桁架支杆； 其中， 所述桁架 弦杆为两个四边形结构的底边， 每个桁架支杆分别与每个四边形结构的刚性杆元和杆元弹 簧连接； 根据每个所述四边形结构， 由桁架弦杆作为四边形结构的底边， 由杆元弹簧和刚性梁 元作为四边形结构的两个侧边， 由刚性杆元作为四边形结构的顶边， 组合两个四边形结构， 获得可考虑节点轴向刚度的桁架模型； 其中， 两个四边形结构共用一个刚性梁元作为侧边； 以及所述刚性杆元的长度为第一预设值、 所述杆元弹簧的长度和所述刚性梁元的长度为第 二预设值。 4.根据权利要求3所述的K型间隙矩形管桁架 的荷载评估方法， 其特征在于， 所述将所 有所述轴向刚度代入所述可考虑节点轴向刚度的桁架模型中， 计算获得K型间隙矩形管桁 架的荷载评估结果， 具体为： 根据所述可考虑节点轴向刚度的桁架模型， 通过多段线弹性连接单元模拟每个桁架节 点中的杆 元弹簧； 将所述轴向刚度输入至所述多段线弹性连接单元中， 并按照预设的施工顺序施加荷 载， 计算K 型间隙矩形 管桁架的桁架应力结果和桁架挠度结果。 5.根据权利要求2所述的K型间 隙矩形管桁架的荷载评估方法， 其特征在于， 所述获取K 型间隙矩形 管桁架的桁架设计参数， 具体为： 获取桁架中的局部节点参数； 其中， 所述局部节点参数包括： 桁架节点的弦杆参数、 桁 架节点的第一支杆参数、 桁架节点的第二支杆参数、 第一支杆与第二支杆之 间的间隙参数、权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114781034 A 2第一支杆与弦杆的夹角和第二支杆与弦杆的夹角； 根据所述桁架节点的弦杆参数、 桁架节点的第一支杆参数、 桁架节点的第二支杆参数 和第一支杆与第二支杆之 间的间隙参数， 通过预设的计算 公式， 计算获得间隙比参数、 支杆 与弦杆宽度比参数、 以及弦杆宽度与厚度比参数； 根据所述第一支杆与弦杆的夹角、 所述第二支杆与弦杆的夹角、 所述间 隙比参数、 所述 支杆与弦杆宽度比参数、 以及所述弦杆宽度与厚度比参数， 获得所述桁架设计参数； 其中， 所述第一支杆与弦杆的夹角和所述第二支杆与弦杆的夹角相等。 6.根据权利要求5所述的K型间隙矩形管桁架 的荷载评估方法， 其特征在于， 在所述获 得桁架设计参数之后， 还包括： 对所述桁架设计参数是否适用进 行判断： 当所述桁架设计参 数符合预设的适用范围时， 则继续进行轴向刚度的计算； 当所述桁架设计参数不符合预设 的适用范围时， 则调整桁架中的局部节点 参数。 7.根据权利要求5所述的K型间隙矩形管桁架 的荷载评估方法， 其特征在于， 所述根据 所述桁架设计参数， 代入预设的公式， 获得每 个节点的轴向刚度， 具体为： 根据所述弦杆参数、 所述第 一支杆与弦杆的夹角、 所述第 二支杆与弦杆的夹角、 所述间 隙比参数、 所述支杆与弦杆宽度比参数、 以及所述弦杆宽度和厚度比参数， 代入 预设的回归 公式， 计算获得初始刚度和 屈服承载力； 根据所述支杆与弦杆宽度比参数、 所述初始刚度和所述屈服承载力， 代入预设的屈服 刚度计算公式， 计算获得屈服刚度； 根据所述初始刚度、 所述屈服承载力和所述屈服刚度， 获得轴向刚度。 8.一种K型间隙矩形管桁架的荷载评估装置， 其特征在于， 包括： 获取模块、 计算模块、 构建模块和生成模块； 所述获取模块， 用于获取 K型间隙矩形 管桁架的桁架设计参数； 所述计算模块， 用于根据 所述桁架设计参数， 代入预设的公式， 获得每个节点的轴向刚 度； 其中， 所述轴向刚度包括： 初始刚度、 屈服刚度和 屈服承载力； 所述构建模块， 用于在每个桁架节点中， 按预设的结构添加刚性杆元、 刚性梁元和杆元 弹簧， 获得可考虑节 点轴向刚度的桁架模型； 其中， 所述桁架节点具体为： 连接K型间隙矩形 管桁架的桁架弦杆和双桁架 支杆的节点； 所述生成模块， 用于将所有所述轴向刚度代入所述可考虑节点轴向刚度的桁架模型 中， 计算获得K型间隙矩形管桁架的荷载评估结果； 其中， 所述荷载评估 结果包括： 桁架应力 结果和桁架挠度结果。 9.一种计算机终端设备， 其特征在于， 包括处理器、 存储器以及存储在所述存储器 中且 被配置为由所述处理器执行的计算机程序， 所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利 要求1至7中任意 一项所述的一种K 型间隙矩形 管桁架的荷载评估方法。 10.一种计算机可读存储介质， 其特征在于， 所述计算机可读存储介质包括存储的计算 机程序， 其中， 在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如权 利要求1至7中任意 一项所述的一种K 型间隙矩形 管桁架的荷载评估方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114781034 A 3