一种适用于穿层柱计算的模拟方法、系统及存储介质技术方案

本发明专利技术公开了一种适用于穿层柱计算的模拟方法、系统及存储介质，本方法包括建立第i层结构，第i层结构不包含穿层柱构件，激活第i层结构，施加荷载；依次建立第i+j层结构，第i+j层结构不包含穿层柱构件，激活第i+j层结构，施加荷载，直至建立第i+n层结构，第i+n层结构包含穿层柱构件，将穿层柱构件的下节点坐标修改为第i层的下节点坐标，激活第i+n层结构，施加荷载，输出模拟结果以作为模拟结果。本发明专利技术的方法中模拟的穿层柱仅对第i+n层的刚度与抗剪承载力有贡献，而对第i～(i+n‑1)层都没有贡献，操作简单，方便实用，可应用于多层、高层或超高层及各类复杂结构的穿层柱模拟，应用范围广。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于穿层柱计算的模拟方法、系统及存储介质
本专利技术涉及建筑设计
，特别涉及一种适用于穿层柱计算的模拟方法、系统及存储介质。
技术介绍
伴随着城市化进程的推进、城市人口不断聚集，城市用地紧缺的问题也逐渐呈现。为突破土地的局限，超高层建筑如雨后春笋般涌现。在超高层建筑中，不论是办公还是居住，人们与大自然的关系逐步疏远。为进一步拉近人们与自然的关系，建筑师不断创新建筑的空间，将原适用于地面的活动空间创新地应用到超高层中，让人们在高层空间有自由活动的空间，这类空间通常都有2～3层高，甚至更高。灵活空间的通高，必然带来结构竖向构件(如框架柱)的通高，或者从楼层的概念，结构工程师通常称之为穿层柱，该穿层柱常应用于超高层塔楼的大堂处、(超)高层酒店大堂位置等。因此，在超高层结构中，穿层柱的存在给结构设计带来一定的难度，而准确模拟穿层柱对结构的安全设计起着至关重要的作用。目前，带有穿层柱的结构设计中，由于穿层柱沿楼层自然分段，使得各分段的框架柱计算高度与实际不符，从而导致各个楼层求得分段柱的计算结果误差大，带来极大的安全隐患。因此，现有技术还有待于改进和发展。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种适用于穿层柱计算的模拟方法、系统及存储介质，以解决因现有技术中各分段的框架柱计算高度与实际高度不符而导致各个楼层求得分段柱的计算结果误差大的技术问题。本专利技术所采用的技术方案如下：一种适用于穿层柱计算的模拟方法，所述穿层柱的穿层部分为n个自然层，依次为第i层、第i+j层以及第i+n层，其中，i、j、n均为正整数，且1≤j＜n，所述适用于穿层柱计算的模拟方法包括以下步骤：第一步：建立第i层结构，其中，该第i层结构不包含穿层柱的穿层柱构件，然后激活第i层，并施加荷载，然后在计算时，保存并输出第i层的模拟结果；第二步：建立第i+1层结构，其中，该第i+1结构不包含穿层柱的穿层柱构件，然后激活第i+1层结构，并施加第i+1层荷载，然后在计算时，保存并输出第i+1层的模拟结果；直至第j步：依次建立第i+j层结构，其中，该第i+j层结构仍不包含穿层柱构件，然后依次激活第i+j层结构，并施加相应荷载楼层的荷载；然后在依次计算时，依次保存并输出第i+j层的模拟结果；直至最后第n步：最终建立第i+n层结构，其中，该第i+n层结构包含穿层柱的穿层柱构件，将该穿层柱构件的下节点坐标修改为第i层的下节点坐标，然后激活第i+n层结构，并施加第i+n层荷载，然后在计算时，保存并输出第i+n层的模拟结果。所述适用于穿层柱计算的模拟方法，其中，所述第i层结构至第i+j层结构均包括不带穿层柱的竖向构件和所述竖向构件的激活节点。所述适用于穿层柱计算的模拟方法，其中，所述穿层柱构件采用斜撑模拟。所述适用于穿层柱计算的模拟方法，其中，所述穿层柱构件的斜撑截面的材料特性、尺寸大小与穿层柱一致。所述适用于穿层柱计算的模拟方法，其中，所述穿层柱构件的计算长度为第n层结构的上节点至第i层结构的下节点的高度。所述适用于穿层柱计算的模拟方法，其中，所述方法适用于多层、高层或超高层及各类复杂结构的穿层柱模拟。所述适用于穿层柱计算的模拟方法，其中，所述方法是模拟穿层柱仅对第i+n层结构的刚度和抗剪承载力有贡献，即计算第i+n层的刚度与抗剪承载力的同时还包括计算穿层柱构件的刚度和抗剪承载力，而对第i层结构至第i+n-1层结构均没有贡献，即仅计算第i层结构至第i+n-1层结构相应层结构对应的刚度与抗剪承载力。基于上述适用于穿层柱计算的模拟方法，本专利技术还提供一种适用于穿层柱计算的模拟系统，所述适用于穿层柱计算的模拟系统包括处理器以及与所述处理器连接的存储器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述适用于穿层柱计算的模拟方法的步骤。基于上述适用于穿层柱计算的模拟方法，本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述适用于穿层柱计算的模拟方法的步骤。有益效果：与现有技术相比，具有如下有益效果：通过本专利技术所述适用于穿层柱计算的模拟方法后，任何一个带穿层柱的实际工程均可以按照其项目的具体情况输入计算参数，来准确完成穿层柱的模拟。本专利技术不但能正确确定穿层柱的计算长度而不受穿层柱穿越自然楼层的影响，即框架柱计算高度不受穿层柱穿越自然楼层的影响，从而保证设计结果构件的准确性，而且还能准确确定穿层柱构件的刚度与抗剪承载力的数值结果。本专利技术所述适用于穿层柱计算的模拟方法中模拟穿层柱仅对穿层柱贯穿的最高楼层的刚度与抗剪承载力有贡献，而对穿层柱贯穿的其他楼层都没有贡献。附图说明图1为现有穿层柱模拟方法的示意图。图2为本专利技术提供的一种适用于穿层柱计算的模拟方法中一实施例示意图。图3为本专利技术提供的一种适用于穿层柱计算的模拟方法第i层示意图。图4为本专利技术提供的一种适用于穿层柱计算的模拟方法第i+j层示意图。图5为本专利技术提供的一种适用于穿层柱计算的模拟方法第i+n层示意图。图6为本专利技术提供的一种适用于穿层柱计算的模拟方法后结构示意图。图7为本专利技术提供的一种适用于穿层柱计算的模拟方法的一应用场景示意图。图8为本专利技术提供的一种适用于穿层柱计算的模拟系统的结构框图。具体实施方式本专利技术提供一种适用于穿层柱计算的模拟方法、系统及存储介质，为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本
技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本专利技术的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。本
技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本专利技术所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。穿层柱构件又称越层构件、跨层构件，是指构件在穿越楼面时，没有受到其他构件约束(如楼面板、楼面梁、支撑等)，或约束的刚度相对于构件本身较低的情况。在超高层结构中，穿层柱构件主要指的是巨型钢管混凝土柱、钢筋混凝土框架柱。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于穿层柱计算的模拟方法，其特征在于，所述穿层柱的穿层部分为n个自然层，依次为第i层、第i+j层以及第i+n层，其中，i、j、n均为正整数，且1≤j＜n，所述适用于穿层柱计算的模拟方法包括以下步骤：/n第一步：建立第i层结构，其中，该第i层结构不包含穿层柱的穿层柱构件，然后激活第i层，并施加荷载，然后在计算时，保存并输出第i层的模拟结果；/n第二步：建立第i+1层结构，其中，该第i+1结构不包含穿层柱的穿层柱构件，然后激活第i+1层结构，并施加第i+1层荷载，然后在计算时，保存并输出第i+1层的模拟结果；/n直至第j步：依次建立第i+j层结构，其中，该第i+j层结构仍不包含穿层柱构件，然后依次激活第i+j层结构，并施加相应荷载楼层的荷载；然后在依次计算时，依次保存并输出第i+j层的模拟结果；/n直至最后第n步：最终建立第i+n层结构，其中，该第i+n层结构包含穿层柱的穿层柱构件，将该穿层柱构件的下节点坐标修改为第i层的下节点坐标，然后激活第i+n层结构，并施加第i+n层荷载，然后在计算时，保存并输出第i+n层的模拟结果。/n

【技术特征摘要】
1.一种适用于穿层柱计算的模拟方法，其特征在于，所述穿层柱的穿层部分为n个自然层，依次为第i层、第i+j层以及第i+n层，其中，i、j、n均为正整数，且1≤j＜n，所述适用于穿层柱计算的模拟方法包括以下步骤：
第一步：建立第i层结构，其中，该第i层结构不包含穿层柱的穿层柱构件，然后激活第i层，并施加荷载，然后在计算时，保存并输出第i层的模拟结果；
第二步：建立第i+1层结构，其中，该第i+1结构不包含穿层柱的穿层柱构件，然后激活第i+1层结构，并施加第i+1层荷载，然后在计算时，保存并输出第i+1层的模拟结果；
直至第j步：依次建立第i+j层结构，其中，该第i+j层结构仍不包含穿层柱构件，然后依次激活第i+j层结构，并施加相应荷载楼层的荷载；然后在依次计算时，依次保存并输出第i+j层的模拟结果；
直至最后第n步：最终建立第i+n层结构，其中，该第i+n层结构包含穿层柱的穿层柱构件，将该穿层柱构件的下节点坐标修改为第i层的下节点坐标，然后激活第i+n层结构，并施加第i+n层荷载，然后在计算时，保存并输出第i+n层的模拟结果。


2.根据权利要求1所述适用于穿层柱计算的模拟方法，其特征在于，所述第i层结构至第i+j层结构均包括不带穿层柱的竖向构件和所述竖向构件的激活节点。


3.根据权利要求1所述适用于穿层柱计算的模拟方法，其特征在于，所述穿层柱构件采用斜撑单元模拟。

【专利技术属性】
技术研发人员：林超伟，王兴法，方飞虎，王亚杰，吴昀泽，高义奇，刘红星，沈忠伟，冯若楠，余泽宇，
申请(专利权)人：深圳市柏涛蓝森国际建筑设计有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44