(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 202211352703.1 (22)申请日 2022.11.01 (71)申请人 北京城建集团有限责任公司 地址 100088 北京市海淀区北太平庄路18 号城建大厦B座19、 21层 申请人 精工钢结构 （上海） 有限公司 (72)发明人 黄跃斌　杜峰　段先军　方树仁　 柴婷婷　张劲弟　张津源　王曙光　 (74)专利代理 机构 北京中建联合知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11004 专利代理师 王灵灵 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06Q 50/08(2012.01) (54)发明名称 一种钢结构模块化施工中支撑条件转换反 顶模拟方法 (57)摘要 本发明公开了一种钢结构模块化施工中支 撑条件转换反顶模拟方法， 在转换支撑状态时对 支撑点位施加反向荷载， 还原支撑点位实际的竖 向位移， 以消除传递至下一支撑点位的变形， 从 而避免模拟分析中的累计误差， 准确模拟模块结 构的变形受力机理， 避免分析结果失真； 通过更 加准确的仿真模拟， 使 得模拟情况与实际施工一 致， 进而能够指定更加准确的应对措施， 能够满 足实际施工需求并解决实际施工中的问题， 提升 施工质量和施工效率。 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 115470661 A 2022.12.13 CN 115470661 A 1.一种钢结构模块 化施工中支撑条件转换反顶模拟方法， 其特 征是， 包括以下步骤： S1， 建立模型： 在模拟软件中建立钢结构模块模型， 增 加构造参数， 增设模块施工步骤； S2， 增加属性： 在钢结构模块的支撑点位增设支撑杆件模拟支撑结构体系， 将支撑杆件 按照施工步骤进行分类分组， 同时对支撑杆件的属性进行增减， 使其成为刚性杆件； S3， 施加荷载： 先确定钢结构模块处于支撑杆件组一支撑状态时为初始状态， 然后对当 前状态的钢 结构模块施加恒定荷载， 进行支撑状态一的模拟运行， 获取在当前支撑约束和 加载状态下整体模块发生的下扰 变形， 停止模拟； S4， 获取变形量： 提取步骤S3中钢结构模块的三维几何变形， 并提取三维几何变形中位 于下一支撑点 位的次桁架下弦的竖向变形； S5， 添加反向荷载： 在进行下一施工步骤时添加竖向的反向位移荷载， 施加的反向位移 荷载值与步骤S3中次桁架下弦的竖向变形值 一致； S6， 转换支撑： 添加此施工步骤中起到支撑作用的支撑杆件组二， 激活施加 的恒定荷 载， 移除支撑状态组一的支撑杆件， 进 行支撑状态二的模拟运行， 获取在当前支撑约束和加 载状态下整体模块发生的下扰 变形， 停止模拟； S7， 获取变形量： 提取步骤S6中钢结构模块的三维几何变形， 并提取三维几何变形中位 于下一支撑点 位的次桁架下弦的竖向变形； S8， 重复操作： 根据S3 ‑S7的操作按照施工步骤逐步进行， 直至钢结构模块通过永久支 撑结构支撑 。 2.根据权利要求1所述的一种钢结构模块化施工中支撑条件转换反顶模拟方法， 其特 征是： 步骤S1中， 构造参数包括三维几何位形、 材料属性、 截面特性以及杆件的释放条件和 结构支撑点位约束， 并根据施工步骤确定钢结构模块的实时状态， 包括荷载变化、 运动过程 中整体结构动力加速度变化和不同施工场地状态下支撑点 位的变化。 3.根据权利要求1所述的一种钢结构模块化施工中支撑条件转换反顶模拟方法， 其特 征是： 步骤S2中， 支撑杆件属性包括截面面积、 截面模量和 重量属性， 支撑杆件的属性设定 为无设计强度， 使其始终处于刚性状态， 实现弹性形变。 4.根据权利要求1所述的一种钢结构模块化施工中支撑条件转换反顶模拟方法， 其特 征是： 步骤S2中， 支撑杆件根据不同设置在不同支撑点位起到的支撑作用不同进 行分类， 并 将分类后的支撑杆件进行分组。 5.根据权利要求1所述的一种钢结构模块化施工中支撑条件转换反顶模拟方法， 其特 征是： 步骤S3中， 对钢结构模块施加的恒定荷载包括总重荷载和外 部附加荷载。 6.根据权利要求1所述的一种钢结构模块化施工中支撑条件转换反顶模拟方法， 其特 征是： 步骤S2中， 添加支撑杆件的模拟 操作如下： S21， 提取与支撑杆件连接的弦杆的几何尺寸的偏移和间隙； S22， 在支撑杆件底部固定支座约束； S23， 以对支撑杆件施加水平侧向弹簧刚度的方式模拟临时支撑结构刚度； S24， 在支撑杆件与弦杆 连接的承载位置， 按实际施工状态给予转动和水平位移释放。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115470661 A 2一种钢结构模块化施工中支撑条件转换反顶模拟方 法 技术领域 [0001]本发明涉及建筑模拟施工技术领域， 具体涉及一种钢结构模块化施工中支撑条件 转换反顶模拟方法。 背景技术 [0002]进行大型建筑的模块化施工时， 一般需要采用仿真模拟进行分析研究来发现施工 过程中的重点难点， 以保证实际施工的顺利进行。 [0003]针对采用全模块化施工方法的大型建筑， 其结构、 受力、 工况、 施工步骤、 安装操作 都极其复杂， 需要通过仿真模拟施工发现施工过程中的问题， 针对问题采取具体措施来保 证实际施工的进行。 但是现有的仿真模拟分析方法未考虑钢 结构模块在临时运输、 安装过 程中处于弹性状态， 支撑变换过程中弹性形变会恢复的受力机理， 造成结构分析中几何位 形失真， 并且由于无法解决随支撑变换次数叠加而造成分析误差累积， 导 致分析结果失真。 [0004]尤其是针对于频繁， 本发明提供一种钢结构模块化施工中支撑条件转换反顶模拟 方法解决上述问题。 发明内容 [0005]本发明提供一种钢结构模块化施工中支撑条件转换反顶模拟 方法， 逐步消除模拟 分析累计误差， 准确模拟模块结构的变形受力机理， 避免分析 结果失真。 [0006]本发明解决上述 技术问题所采用的技 术方案是： 一种钢结构模块 化施工中支撑条件转换反顶模拟方法， 包括以下步骤： S1， 建立模型： 在模拟软件中建立钢结构模块模型， 增加构造参数， 增设模块施工 步骤； S2， 增加属性： 在钢结构模块的支撑点位增设支撑杆件模拟支撑结构体系， 将支撑 杆件按照施工步骤进行分类分组， 同时对支撑杆件的属性进行增减， 使其成为刚性杆件； S3， 施加荷载： 先确定钢结构模块 处于支撑杆件组一支撑状态时为初始状态， 然后 对当前状态的钢结构模块施加恒定荷载， 进行支撑状态一的模拟运行， 获取在当前支撑约 束和加载状态下整体模块发生的下扰 变形， 停止模拟； S4， 获取变形量： 提取步骤S3中钢结构模块的三维几何变形， 并提取三维几何变形 中位于下一支撑点 位的次桁架下弦的竖向变形； S5， 添加反向荷载： 在进行下一施工步骤时添加竖向的反向位移荷载， 施加的反向 位移荷载值与步骤S3中次桁架下弦的竖向变形值 一致； S6， 转换支撑： 添加此施工步骤中起到支撑作用的支撑杆件组二， 激活施加的恒定 荷载， 移除支撑状态组一的支撑杆件， 进 行支撑状态二的模拟运行， 获取在当前支撑约束和 加载状态下整体模块发生的下扰 变形， 停止模拟； S7， 获取变形量： 提取步骤S6中钢结构模块的三维几何变形， 并提取三维几何变形 中位于下一支撑点 位的次桁架下弦的竖向变形；说　明　书 1/4 页 3 CN 115470661 A 3