(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 202210500431.9 (22)申请日 2022.05.09 (71)申请人 三江学院 地址 210012 江苏省南京市雨 花台区铁心 桥龙西路310号 (72)发明人 李天福　 (74)专利代理 机构 南京经纬专利商标代理有限 公司 32200 专利代理师 曹翠珍 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/23(2020.01) G06F 119/08(2020.01) (54)发明名称 一种大跨铝合金单层网壳结构的安全预警 方法 (57)摘要 本发明涉及大跨铝合金单层网壳结构的安 全预警方法， 步骤是： （1） 建立大跨铝合金单层网 壳的整体仿真分析模型， 根据建立的仿真分析， 确定大跨铝合金单层网壳的监测控制指标； （2） 通过关键杆件的杆件应力和温度原位测试， 分析 杆件应力和温度的相关性， 采用线形拟合两者关 系， 建立相关系数达到90%以上的数学函数作为 预警模型； （3） 采用自动化传感器对杆件应力和 温度进行同步监测， 建立以杆件应力为应变量， 杆件温度为自变量的实时显示散点图， 与前期预 置的预警模型进行比对。 （4） 根据实测应力和预 测应力的偏 差判断杆件受力情况， 进而分析结构 的安全性， 具有实时、 精确、 高效的特点。 权利要求书1页 说明书4页 附图5页 CN 114861273 A 2022.08.05 CN 114861273 A 1.大跨铝合金 单层网壳结构安全的预警方法， 其特 征在于， 步骤如下： （1） 建立大跨铝合金单层网壳的整体仿真分析模型， 根据建立的仿真分析模型， 确定大 跨铝合金 单层网壳的监测控制指标； （2） 通过大跨铝合金单层网壳的温度效应分析， 得出结构的应力变化情况， 确定受温度 影响较大的杆件； （3） 根据步骤 （2） 的分析结果， 在大跨铝合金单层网壳的受温度影响较大的杆件上布置 表面式应 变计， 应变计应能够同时监测应力和温度； （4） 在大跨铝合金 单层网壳使用过程中， 实时采集、 分析应 变计的测试 数据； （5） 监测过程 中， 实时绘制以温度为X轴， 杆件应力为Y轴的应力 ‑温度散点图； 对前期采 集数据进行拟合， 建立杆件应力和温度的数 学模型作为预警模型； （6） 实测温度通过预警模型计算出杆件预测应力， 杆件预测应力与实测应力进行比对， 计算实测与预测应力偏差， 进 而分析结构的安全性， 对杆件应力进行 预警。 2.根据权利要求1所述的大跨铝合金单层网壳结构安全的预警方法， 其特征在于， 步骤 （1） 中， 所述的监测控制指标 是杆件应力和温度。 3.根据权利要求1所述的大跨铝合金单层网壳结构安全的预警方法， 其特征在于， 步骤 （6） 中， 若杆件实测应力与预测应力偏差超过10%， 则对杆件应力进行 预警。 4.根据权利要求1或3所述的大跨铝合金单层网壳结构安全的预警方法， 其特征在于， 所述的对杆件应力进 行预警的途径是通过监测系统自动发送预警信息至手机终端， 通知相 关管理人员。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114861273 A 2一种大跨铝合金 单层网壳结构的安全 预警方法 [0001]技术领域： 本发明涉及一种基于杆件应力和温度的大跨铝合金单层网壳结构安全的预警方 法， 属于土木工程领域。 [0002]背景技术： 铝合金材料因其自重轻、 耐腐蚀性好、 美观等优点， 近年来成逐渐被应用到大跨铝 合金结构中。 其中单层网壳在铝合金 空间结构中应用最多， 其不仅应用于游泳馆、 温室及储 煤仓等腐蚀性较强的环境， 也应用于体育场馆、 展览中心、 交通枢纽及工业厂房等建筑。 常 规的铝合金单层壳包括较规则的球面和椭球面网壳以及不规则的自由曲面网壳。 随着设计 技术以及应用需求的不断提高， 越来越多的自由曲面铝合金网壳被应用于实际工程， 自由 曲面网壳的网格形式 以三向网格为主。 由于铝合金 的焊接性能较差， 目前国内建成的几乎 所有铝合金网壳均使用螺栓连接节点， 少数应用了铆接节点， （ 【1】 铝合金单层网壳结构的 工程应用， 吴金志等， 《建筑结构》 2021 ‑6‑3； 【2】 铝合金结构在单层网壳中的运用， 何志鹏， 《建材与装饰》 2016.05.08） 。 而且， 常 温下， 铝合金结构的线膨胀系数约为23 ×10‑6/℃， 钢材 的线膨胀系数约为12 ×10‑6/℃， 为铝材的1/2， 表明铝合 金结构对温度 （主要是升温变 化） 比 较敏感。 [0003]CN114045936A公开了一种大跨度单层铝合金圆形网壳顶升安装方法， 属于建筑施 工技术领域。 该方法是通过在网壳下部搭设局部梯步状支撑架， 在架体上部拼装网壳， 支设 液压顶升机， 采用边扩展边起升的组装方法， 直至顶升至就位高度， 最后在高空找形合拢， 节点处不锈钢螺栓终拧， 定位落座， 分次同步卸载完成网壳安装的施工方法。 本发 明方法达 到了施工成本低， 施工速度快， 技术先进， 安全 可靠、 质量优良的目的， 该方法应用于大跨度 单层铝合金网壳安装尚属国内首例， 对提高工程施工安全、 保障工程质量、 降低工程造价具 有重要意 义， 具有很好的推广应用价 值。 [0004]申请号 【CN201910844017.8】 的专利文件公开了一种基于时间序列数据的监测系 统,无论是单一指标监测项目还是多指标监测项目,都实现了从时间序列数据采集到分类 挖掘的全过程,实现了对监测 项目的有效监测。 申请号 【CN202111157838.8】 的专利文件公 开了一种构建了目标监测结构含损伤信息的数字模型； 在实现在线监测目标结构 完整性并 在收到声发射信号时进行损伤告警的基础上,能够基于构建的数字模型自动进行结构运行 状态分析,并根据设计限度直接对结构安全性进行评估。 申请号 【CN202120146187.1】 的专 利文件公开了一种基于BIM技术的结构 应力应变监测预警系统,包括测试件和应变仪,其特 征在于,所述测试件内设有若干个支撑杆,相邻两个支撑杆之 间固定连接有连杆,支撑杆安 装有第一应变片,支撑杆两端均固定连接有连接块,连接块安装有轴承,轴承安装有中心 轴,中心轴固定连接有滚轮。 申请号 【CN202110013547.5】 公开了一种适用于建筑结构实时 监测与安全预警系统,包括多个监测传感器、 摄像头、 中央处理器和警报器,多个所述监测 传感器和摄像头的输出端均与中央处理器的输入端电性连接,所述中央处理器的输出端与 警报器的输入端电性连接。 该适用于建筑结构实时监测与安全预警系统,具备能够对建筑 结构的相关质量参数进行实时监测与预警,保证了建筑结构的质量安全的优点。 申请号说　明　书 1/4 页 3 CN 114861273 A 3