(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 202211170034.6 (22)申请日 2022.09.26 (71)申请人 北京云庐科技有限公司 地址 100070 北京市丰台区万丰路316号 万 开中心写字楼 A座501 (72)发明人 刘亮　王长欣　赵洪斌　 (74)专利代理 机构 北京卓纬律师事务所 1 1872 专利代理师 孙志峰 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/23(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种大跨空间钢结构监测优化布点方法 (57)摘要 一种大跨空间钢结构监测优化布 点方法， 属 于结构监测技术领域， 依据大跨空间钢结构的实 际结构及物理属性， 创建大跨空间钢结构的有限 元分析模型； 依据所述有限元分析模型， 按照所 述大跨空间钢结构的实际荷载水平， 计算各施工 阶段所述大跨空间钢结构所有杆件的应力， 得到 各杆件在所有施工阶段中的杆件应力峰值， 以及 各杆件在相邻施工阶段中的杆件应力差值最大 值； 分别针对所述杆件应力峰值、 杆件应力差值 最大值筛选需要布置监测点的杆件， 并将两种筛 选方式的结果取并集， 获得所述大跨空间钢结构 最终需要布置监测点的杆件编号和数量。 以上方 法可以避免监测布点出现冗余、 或者关键位置未 进行监测等问题， 保证结构监测的安全性， 节约 硬件成本 。 权利要求书1页 说明书3页 CN 115270281 A 2022.11.01 CN 115270281 A 1.一种大跨空间钢结构监测优化布点方法， 包括以下步骤： 步骤S01、 依据 大跨空间钢结构的实际结构及物 理属性， 创建大跨空间钢结构的有限元 分析模型； 步骤S02、 依据所述有限元分析模型， 按照所述大跨空间钢结构的实际荷载水平， 计算 各施工阶段所述大跨空间钢结构所有杆件的应力， 得到各杆件在所有施工阶段中的杆件应 力峰值， 以及各 杆件在相邻施工阶段中的杆件应力差值 最大值； 步骤S03、 针对所述杆件应力峰值， 筛 选需要布置监测点的杆件； 步骤S04、 针对所述杆件应力差值 最大值， 筛 选需要布置监测点的杆件； 步骤S05、 将步骤S03及步骤S04筛选得到的杆件取并集， 获得所述大跨空间钢结构最终 需要布置监测点的杆件编号和数量。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于： 步骤S0 3具体包括以下步骤： S03‑1、 针对步骤S02中的所述杆件应力峰值， 筛选所述杆件应力峰值的绝对值大于经 验性选取的可能最大值 σsmax， 记录相应的杆件编号和数量； S03‑2、 降低所述可能最大值 σsmax， 重新按照步骤S03 ‑1的方法筛选， 直至得到能接受的 监测点布置数目； 存 储应力最大值筛 选标准下选取的杆件编号和数量。 3.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于： 步骤S04具体包括以下步骤： S04‑1、 针对步骤S02中的所述杆件应力差值最大值， 筛选所述杆件应力差值最大值的 绝对值大于经验性选取的可能最大值 σΔsmax， 记录相应的杆件编号和数量； S04‑2、 降低所述可能最大值 σΔsmax， 重新按照步骤S04 ‑1的方法筛选， 直至 得到能接受的 监测点布置数目， 存 储应力差值 最大值筛 选标准下选取的杆件编号和数量。 4.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于： 步骤S0 3、 步骤S04可同步 修改筛选标准。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115270281 A 2一种大跨空间钢结构监测优化布点方 法 技术领域 [0001]本发明属于结构监测技 术领域， 特别涉及一种大跨空间结构的优化布点方法。 背景技术 [0002]空间钢结构是由多根杆件按照一定组合形 式通过节点连接而成的空间受力结构， 属于高次超静定结构 类型。 空间结构中由于各个杆件通过节 点相互连接， 构成整体结构， 共 同承担荷载， 空间受力小。 结构的整体性较好， 自重轻、 刚度大、 抗震性能好。 [0003]大跨空间结构一般是大型活动的场所， 人流密集， 所以结构的安全性至关重要， 一 旦这些建筑发生损坏， 带来的财产和人员的损失非常巨大， 发生的后果难以想象。 近年来网 架结构的安全事故频发， 后果 非常严重， 不仅会对 人们的正常生活造成影响， 而且会造成重 大的生命和财产的损失。 主要原因包括施工缺陷、 环境作用、 材料老化、 自然环 境侵蚀、 地基 不均匀沉降、 人为因素等， 在各种因素 的共同作用下， 会使结构产生损伤累积， 导致结构的 抗力变小， 结构失去抗力的情况下会发生破坏性的事故。 结构在施工阶段或者后期的正常 使用时， 一旦发生损坏致使结构失效， 造成的经济损失不可估量。 为此， 除了严格控制设计 阶段外， 对空间钢结构在施工和运维期做好结构的健康监测至关重要。 [0004]传统方式的健康监测一般采用的方法为： 采用仿真分析与理论分析相 结合， 找出 结构薄弱应力或者变形较大位置， 再根据预设数目在应力较大处布置应变计、 在变形较大 处布置位移计。 传统的传感器布置方式大多基于工程师 的工程经验和仿真分析结果， 工程 师根据结构的传力路径分析结构哪些部位属于薄弱位置， 也会结合有限元软件分析验证， 然后在这些部位布置传感器进 行结构施工阶段和运维阶段的安全监测。 该方法的缺陷是一 方面容易造成传感器布置的冗余； 另一方面， 传感器布置与工程经验相关， 会有一定主观 性， 可能造成测点布置位置的不 准确。 发明内容 [0005]本发明的目的在于提供一种大跨空间钢结构监测优化布点方法， 以解决大跨空间 结构监测时选点的传感器布置 冗余、 需要大量人工 工作等技术问题。 [0006]本发明提供一种大跨空间钢结构监测优化布点方法， 包括以下步骤： 步骤S01、 依据大跨空间钢结构的实际结构及物理属性， 创建大跨 空间钢结构的有 限元分析模型； 步骤S02、 依据所述有限元分析模型， 按照所述大跨空间钢结构的实际荷载水平， 计算各施工阶段所述大跨空间钢结构所有杆件的应力， 得到各杆件在所有施工阶段中的杆 件应力峰值， 以及各 杆件在相邻施工阶段中的杆件应力差值 最大值； 步骤S03、 针对所述杆件应力峰值， 筛选需要布置监测点的杆件； 具体包括以下步 骤： S03‑1、 针对步骤S02中的所述杆件应力峰值， 筛选所述杆件应力峰值的绝对值大 于经验性选取的可能最大值 σsmax， 记录相应的杆件编号和数量；说　明　书 1/3 页 3 CN 115270281 A 3