一种基于数据分析的拉杆拱结构参数协同优化方法

本发明属于建筑结构荷载传递数据分析，涉及一种基于数据分析的拉杆拱结构参数协同优化方法。

背景技术：

1、拉杆拱结构由拱体、拉杆、连接节点及相关构件共同组成，应用于大跨度建筑空间、桥梁及其他需要跨越较大空间的工程场景。拱体、拉杆和连接节点分别承担拱向受压、水平分力约束和相邻构件连接等作用，结构参数和连接参数共同影响承载能力、变形控制及连接安全。在设计、施工验证和运行评估过程中，需要依据不同受力条件对结构参数和连接参数进行校核，以判断结构是否满足承载和变形要求。

2、现有拉杆拱结构参数分析通常按构件或节点分别进行，结构尺寸、连接形式和拉杆受力配置的校核结果彼此分散，难以在同一分析过程中反映参数之间的联动影响。某一参数调整后，其他构件的受力和变形变化往往需要重新开展多轮试算，导致参数选取受局部指标影响，整体承载、变形与连接安全难以同时兼顾和稳定复核。

3、在不同受力条件下，现有分析多以各工况的独立计算结果进行判定，难以把荷载从一个构件传到相邻构件和连接部位后的响应变化连续联系起来。局部连接滑移或构件受力、位移超限出现后，荷载重新分配对邻近构件的影响难以及时核验，导致参数调整后仍可能产生新的超限，跨工况复核效率和结果可追溯性受到影响。

技术实现思路

1、鉴于此，为解决上述背景技术中所提出的问题，现提出一种基于数据分析的拉杆拱结构参数协同优化方法。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种基于数据分析的拉杆拱结构参数协同优化方法，包括：s1、获取拉杆拱结构的结构参数、连接参数及不同加载工况下的力学响应数据，根据构件及节点标识，将结构参数与力学响应数据对应至构件及节点，形成传力记录。

3、s2、对传力记录中每对相邻构件及节点，比较相邻加载工况之间的受力差值，将受力差值最大者作为荷载传递上游、最小者作为荷载传递下游，形成荷载传递顺序，并以构件及节点为拓扑节点、以上下游关系为拓扑边，构建传力拓扑。

4、s3、沿传力拓扑按加载工况检索，将最先出现节点滑移、构件受力或构件位移超出预设的设计范围的构件及节点作为首发失效构件或节点。

5、s4、从结构参数和连接参数中确定首发失效构件或节点的待调整参数及调整值，形成调整组合，以调整组合更新结构参数和连接参数，重建传力拓扑；若重建传力拓扑中各构件及节点在各加载工况下均满足设计范围，则输出更新后的结构参数和连接参数。

6、相较于现有技术，本发明的有益效果如下：（1）本发明针对结构参数、连接参数分散校核导致参数联动难以统筹的问题，通过按构件标识和节点标识整理结构参数、连接参数及加载工况下的构件受力、构件位移、节点受力和节点滑移数据，比较相邻加载工况的受力差值形成上下游关系，使参数调整对应构件和连接节点，减少局部试配对整体判断干扰，便于在同一参数组合下复核承载、变形和连接响应。

7、（2）本发明针对多工况响应分散、超限后难以定位影响范围的问题，通过沿荷载传递方向按荷载施加先后顺序检索构件受力、构件位移和节点滑移，将超出预设设计范围的对象按出现工况和传力位置识别，并关联相连拓扑边形成首发失效记录，依据首发失效对象调整参数、重建传力拓扑，使调整结果在各加载工况下重复校核，降低相邻构件继发超限的风险。

1.一种基于数据分析的拉杆拱结构参数协同优化方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的一种基于数据分析的拉杆拱结构参数协同优化方法，其特征在于，所述s1，具体包括：

3.如权利要求2所述的一种基于数据分析的拉杆拱结构参数协同优化方法，其特征在于，所述不同加载工况包括：

4.如权利要求1所述的一种基于数据分析的拉杆拱结构参数协同优化方法，其特征在于，所述s2，具体包括：

5.如权利要求4所述的一种基于数据分析的拉杆拱结构参数协同优化方法，其特征在于，所述相邻构件及节点的上下游关系判定还包括：

6.如权利要求4所述的一种基于数据分析的拉杆拱结构参数协同优化方法，其特征在于，所述传力拓扑的构建方法为：

7.如权利要求4所述的一种基于数据分析的拉杆拱结构参数协同优化方法，其特征在于，所述s3，具体包括：

8.如权利要求7所述的一种基于数据分析的拉杆拱结构参数协同优化方法，其特征在于，所述s3，还包括：

9.如权利要求8所述的一种基于数据分析的拉杆拱结构参数协同优化方法，其特征在于，所述s4，具体包括：

10.如权利要求9所述的一种基于数据分析的拉杆拱结构参数协同优化方法，其特征在于，所述s4，还包括：