一种基于ResNet的屋面钢板结构载荷评估方法技术

本发明专利技术涉及一种基于ResNet的屋面钢板结构的载荷评估方法。本方法包含以下几个步骤：使用Ansys有限元分析软件对屋面的钢板结构进行有限元仿真，确定应变采集位置，并得到不同载荷对应的应变值；对获得的应变值进行数据筛选、清洗，建立屋面板材机构载荷

【技术实现步骤摘要】
一种基于ResNet的屋面钢板结构载荷评估方法


[0001]本专利技术涉及屋面钢板结构载荷计算领域，具体为一种基于ResNet的屋面钢板结构载荷评估方法。

技术介绍

[0002]在建筑屋面改造过程中，采用钢板屋面施工法为主要的施工工艺。在实际的过程中，屋盖刚度的增大能影响结构整体刚度，保证结构的稳定性和安全性。但国内的研究较少，因此有必要对该结构类型进行有限元整体静力分析，有限元分析是现今辅助试验研究的一种必要手段，能弥补试验分析耗时、参数分析有限、耗费人力资金等缺点。
[0003]国外对屋面钢板的研究最早开始于上世纪中期，最早是使用胶合板材作为屋面板；到20世纪80年代，国外的建筑行业开始使用钢板作为屋面，并且对不同的屋面钢板进行试验研究，通过对不同屋面钢板的厚度，钢板的尺寸等等进行有限元与实验分析。得到钢板结构在不同环境，不同地理位置等条件下，钢板承载力的大小。
[0004]对于钢板承受载荷的测量，一般分为直接方法与间接方法。工程中的直接法一般是使用力传感器，但是力传感器有一定的缺点。力传感器本身的质量较大，对于测量质量较小本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于ResNet的屋面钢板结构载荷评估方法，其特征在于，包括以下几个步骤：步骤1：根据屋面钢板的实际结构，进行受力分析与结构模型建立，并在Ansys有限元分析软件中建立屋面钢板结构模型；步骤2：在Ansys有限元仿真软件中进行有限元仿真，选择载荷加载位置，并施加多次不同大小的载荷，采集载荷加载时对应的钢板结构所有有限元结构的应变，建立屋面钢板结构的载荷
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应变数据库；步骤3：选择实验时的光纤光栅布点的位置，根据实验的布点位置，清洗并筛选出仿真时对应的应变值，并进行数据预处理；建立模型的训练集、验证集和测试集；步骤4：使用训练集训练ResNet34模型，将二维的网络修改为一维网络，输入维度改为应变总数；步骤5：使用测试集测试训练好的ResNet34的性能，然后将模型用于屋面钢板结构的载荷评估，并输出平均相对误差。2.根据权利要求1所述的一种基于ResNet的屋面钢板结构载荷评估方法，其特征在于，所述步骤2中，对屋面钢板结构的有限元分析，其具体步骤如下：步骤21：采用Solidworks对屋面钢板模型建模，钢板模型的尺寸为1000mm
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600mm
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5mm，在Mechanical APDL 19.0中进行有限元分析；固定部分选择钢板模型的一端，固定的面积大小为300mm
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600mm，上下面同时固定；选择的材料为不锈钢，弹性模量为7.2
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10
10
Pa，泊松比为0.33，有限元划分网格的大小为5mm
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1mm；在Ansys软件中最多可以施加2898次载荷，每次加载的数据包含三个dat文件；三个dat文件分别保存所有有限元块的x，y，z方向上的分应变值与总的相对应变值；x，y，z方向上分力的大小和总应力值；施加载荷的大小和施加载荷的位置；载荷的范围为N[100,1000]。3.根据权利要求1所述的一种基于ResNet的屋面钢板结构载荷评估方法，其特征在于，所述步骤3中，对数据清洗与预处理部分，其具体步骤如下：步骤31：根据实验的光纤光栅的位置、坐标值，筛选在仿真条件下270条应变值，剔除其他有限元部分的应变；由于清洗后的数据范围差距过大，因此，对数据的应变值进行Z
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score标准化处理，对载荷值进行归一化处理；标准化的公式如下：上式中，μ为均值，σ为标准差；标准差的计算公式如下：
载荷的归一化的公式如下：4.根据权利要求1所述的一种基于ResNet的屋面钢板结构载荷评估方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷永辉，刘昌军，
申请(专利权)人：山东捷讯通信技术有限公司，
类型：发明
国别省市：