(19)中华 人民共和国 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 202111325509.X (22)申请日 2021.11.10 (71)申请人 浙江精工钢结构集团有限公司 地址 312000 浙江省绍兴 市柯桥区柯桥经 济开发区鉴湖路 (72)发明人 潘文智　赵文雁　赵闯　王章毅　 张坚洪　成龙　沈斌　 (74)专利代理 机构 绍兴市越兴专利事务所(普 通合伙) 33220 代理人 王志杰 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/23(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种拉索等效预张力确定方法 (57)摘要 本发明公开了一种拉索等效预张力确定方 法， 拉索等效预张力确定方法是基于非线性隐式 方程构造和steffensen迭代法的拉索等效预张 力确定方法， 在结构荷载和支承状态已知的条件 下， 以荷载态下拉索索力值为目标， 考虑几何非 线性效应， 将拉索等效预张力确定问题转化为多 个相对独立的非线性隐式方程求解问题， 基于 steffensen迭代法原理构造出等效预张力的迭 代公式， 循环迭代求解得到索力误差在容许误差 范围内的一组拉索等效预张力。 本方法迭代次数 少、 求解时间短， 具有二阶以上的收敛效率、 较高 的适用性、 突出的计算效率和稳定性， 广泛适用 于各类预应力结构的拉索等效预张力确定问题。 权利要求书1页 说明书4页 附图3页 CN 114117589 A 2022.03.01 CN 114117589 A 1.一种拉索等效预张力确定方法， 其特征在于： 拉索等效预张力确定方法是基于非线 性隐式方程构 造和steffensen迭代法的拉索等效预张力确定方法， 在结构荷载和支承状态 已知的条件下， 以荷载态下拉索索力值为目标， 考虑几何非线性效应， 将拉索等效预张力确 定问题转化为多个相对独立的非线性隐式方程求解问题， 基于steffensen迭代法原理构 造 出等效预张力的迭代公式， 循环迭代求解得到索力误差在容许误差范围内的一组拉索等效 预张力。 2.根据权利要求1所述的拉索等效预张力确定方法， 其特 征在于： 具体包括如下步骤， (1)明确结构的荷载和支承状态， 建立结构模型， 对拉索进行分组， 设定荷载态下各组 拉索索力值Fi为目标， 设定索力的容许误差 δ； (2)考虑几何非线性效应， 将拉索等效预张力确定问题转化为多个相对独立的非线性 隐式方程 求解问题， 拉索等效预张力确定问题转 化为以下方程的求 解， 其中， Fi为荷载态下第i组拉索的目标索力值， f(i)(Pi)为第i组拉索施加Pi等效预张力 后的拉索 索力值， 为隐式非线性 函数； (3)基于steffensen迭代法原理构造出等效预张力 的迭代公式， 令fi(Pi,n)＝Fi‑f(i) (Pi,n)， 则等效预张力的迭代公式可构造为， 其中， Fi为荷载态下第i组拉索的目标索力值， Pi,n为第n次迭代的第i组拉索的等效预张 力值， f(i)(Pi,n)为第n次迭代下第i组拉索施加Pi,n等效预张力后的拉索索力值， fi(Pi,n)为 第n次迭代下第i组拉索施加Pi,n等效预张力后的拉索索力值与目标索力值的差值， Pi,n+1为 第n+1次迭代的第i组拉索的等效预张力值； (4)赋予各组拉索等效预张力的迭代初值Pi,1； (5)进行结构有限元分析， 得到各组拉索的实际索力值； (6)判断各组拉索的实际索力与目标索力的误差是否均在容许范围δ内， 如果是， 则输 出此时的拉索等效预张力； 如果否， 则根据上述迭代公式， 计算下一轮迭代的各组拉索等效 预张力， 返回第(5)步。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114117589 A 2一种拉索等效预张力确定方 法 技术领域 [0001]本发明涉及预应力结构技 术领域， 更 具体涉及一种拉索等效预张力确定方法。 背景技术 [0002]预应力结构的拉索等效预张力是以初始应变或等效温差等方式施加在拉索单元 上的非平衡力， 主要应用于预应力拉索施工全过程的模拟分析。 拉索等效预张力的确定 问 题为： 当已知某种荷载态下 的拉索实际索力值， 求解所应施加在拉索上 的等效预张力的问 题， 这是预应力结构形态分析理论中的关键 问题之一， 也是预应力结构施工仿真分析 的基 础。 [0003]目前预应力结构拉索等效预张力的确定多采用比值法和补偿法。 当群索结构索力 相互影响较大时， 增量比值法和定量比值法较为激进， 收敛不稳定， 而且增量比值法需满足 前后两次迭代所得的索力不等， 定量比值法要求索力在迭代过程中不为零且不变号； 而补 偿法的收敛速度取决于补偿因子 λ， λ较小则收敛较慢， λ较大则容 易发散， 迭代不稳定 。 [0004]因此亟待提出一种适用性强、 计算稳定且计算效率高的拉索等效预张力确定方 法。 发明内容 [0005]针对现有技术的不足， 本发明提供了一种拉索等效预张力确定方法， 针对 目前预 应力结构等效预张力确定方法局限性大、 稳定性差、 计算效率低等不足， 本方法适用性强、 计算稳定且计算效率高。 [0006]为实现上述目的， 本 发明提供了如下技术方案： 一种拉索等效预张力确定方法， 拉 索等效预张力确 定方法是基于非线性隐式方程构造和steffensen迭代法 的拉索等效预张 力确定方法， 在结构荷载和支承状态已知的条件下， 以荷载态下拉索索力值为目标， 考虑几 何非线性效应， 将拉索等效预张力确定问题转化为多个相对独立的非线性隐式方程求解问 题， 基于steffensen迭代法原理构造出等效预张力的迭代公式， 循环迭代求解得到索力误 差在容许误差范围内的一组拉索等效预张力。 [0007]进一步地， 所述的拉索等效预张力确定方法， 具体包括以下步骤， [0008](1)明确结构的荷载和支承状态， 建立结构模型， 对拉索进行分组， 设定荷载态下 各组拉索 索力值Fi为目标， 设定索力的容许误差 δ； [0009](2)考虑几何非线性效应， 将拉索等效预张力确定问题转化为多个相对独立的非 线性隐式方程 求解问题， 拉索等效预张力确定问题转 化为以下方程的求 解， [0010] [0011]其中， Fi为荷载态下第i组拉索的目标索力值， f(i)(Pi)为第i组拉索施加Pi等效预说　明　书 1/4 页 3 CN 114117589 A 3