CN113268705B - 一种利用矩阵关系表形成荷载组合的方法 - Google Patents

一种利用矩阵关系表形成荷载组合的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113268705B
CN113268705B CN202110503177.3A CN202110503177A CN113268705B CN 113268705 B CN113268705 B CN 113268705B CN 202110503177 A CN202110503177 A CN 202110503177A CN 113268705 B CN113268705 B CN 113268705B
Authority
CN
China
Prior art keywords
subclasses
load
combination
subclass
matrix
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110503177.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113268705A (zh
Inventor
苏伟
廖立坚
王雨权
李艳
白青波
吴迪
乔晋飞
徐洪权
杨智慧
张兴华
傅安民
刘龙
陈兆毅
张磊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Railway Design Corp
Original Assignee
China Railway Design Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Railway Design Corp filed Critical China Railway Design Corp
Priority to CN202110503177.3A priority Critical patent/CN113268705B/zh
Publication of CN113268705A publication Critical patent/CN113268705A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113268705B publication Critical patent/CN113268705B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
    • G06F17/10—Complex mathematical operations
    • G06F17/16—Matrix or vector computation, e.g. matrix-matrix or matrix-vector multiplication, matrix factorization
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Systems or methods specially adapted for specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/08—Construction
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D10/00—Energy efficient computing, e.g. low power processors, power management or thermal management

Abstract

本发明公开了一种利用矩阵关系表形成荷载组合的方法，包括以下步骤：建立矩阵关系表；确定每个荷载的组合系数，并将需要组合的荷载进行第1次分类，对每个子类进行编号；确定这些子类是否必有；确定这些子类是否相斥；确定这些子类与其他子类的相关性；对每个子类进行第2次分类，重复以上步骤，直到子类不能再分为止；编写算法得到所有符合要求的荷载组合，形成荷载组合结果表。本发明针对容许应力法和极限状态法的荷载进行组合，总结出荷载之间的三种相互关系，以荷载为矩阵的行，关系为矩阵的列，利用矩阵关系表的办法，描述出荷载组合遵循的原则，避免了人工因为组合关系复杂、考虑问题不周全造成的遗漏和错误。

Description

一种利用矩阵关系表形成荷载组合的方法
技术领域
本发明属于交通运输业桥梁工程技术领域，具体涉及一种利用矩阵关系表形成荷载组合的方法。
背景技术
在铁路桥梁工程计算中，无论是梁部计算、墩身截面检算、墩顶位移计算、基础计算、基础沉降计算都会遇到荷载组合的问题，这些组合又分为承载能力状态荷载组合、正常使用状态荷载组合、标准荷载组合、位移荷载组合、沉降荷载组合等类型。每种组合都会涉及到上百种基本荷载，这些基本荷载之间关系复杂，有的相互关联，有的相互排斥，有的必须出现，有的不一定出现，所以他们之间有成百上千种组合。这些荷载组合有的控制强度、有的控制应力、有的控制裂缝等等，因此必须将它们一一找到，不能遗漏。依靠人工寻找，任务量繁重且极易出错，复核起来也是费时费力，所以以往都是依靠经验选出几种控制的荷载组合来进行计算，这种方法并没有找到最不利荷载组合，在设计过程中会存在安全隐患。
针对上述荷载组合存在的实际问题，亟需一种思路清晰操作简便的方法来解决荷载组合的问题。
发明内容
本发明为解决现有技术存在的问题而提出，其目的是提供一种利用矩阵关系表形成荷载组合的方法。
本发明的技术方案是：一种利用矩阵关系表形成荷载组合的方法，包括以下步骤：
A.建立矩阵关系表，矩阵的行是所有需要组合的荷载，矩阵的列是需要建立的关系，矩阵的元素是每个荷载的关系情况；
B.确定每个荷载的组合系数，并将需要组合的荷载进行第1次分类，对每个子类进行编号；
C.确定这些子类是否必有，如果是必有子类，输入1，否则输入0；
D.确定这些子类是否相斥，相斥子类输入1，否则输入0；
E.确定这些子类与其他子类的相关性，输入相关子类的名称；
F.对每个子类进行第2次分类，重复以上步骤，直到子类不能再分为止；
G.根据矩阵关系表，编写算法得到所有符合要求的荷载组合，形成荷载组合结果表，表的行是所有需要组合的荷载，列是组合的序号。
更进一步的，步骤G中在使用荷载组合结果表时，先清除计算不使用的荷载，大大减少荷载组合的数量。
更进一步的，步骤A中矩阵的列名为：第1次分类(子类编号、备注、组合系数、必有子类、相斥子类、相关子类)、第2次分类(子类编号、备注、组合系数、必有子类、相斥子类、相关子类)、……、第N次分类(子类编号、备注、组合系数、必有子类、相斥子类、相关子类)。
更进一步的，步骤B中组合系数包括规范中的分项系数和组合系数，在最后不能再分的类中，组合系数就是规范中的分项系数。
更进一步的，步骤C中利用矩阵关系表形成荷载组合时，先考虑第1次分类，然后是第2次分类，接着是第N次分类，在同1次分类中，优先考虑必有子类，然后是相斥子类，最后是相关子类。
更进一步的，步骤D中如果多个子类既是必有子类又是相斥子类，那么只要他们的父类出现，他们之间必须且仅出现一个。
更进一步的，步骤E中相关子类可以有两种表达方式，具体如下：
其一，是直接输入序号n，表示该子类与同一父类中的第n个子类相关；
其二，是输入子类的索引号，索引号采用多级分类序号中间加“.”分隔。
本发明的有益效果如下：
本发明的针对容许应力法和极限状态法的荷载进行组合，总结出荷载之间的三种相互关系，以荷载为矩阵的行，关系为矩阵的列，利用填写矩阵关系表的办法，描述出荷载组合遵循的原则，避免了人工因为组合关系复杂、考虑问题不周全造成的遗漏和错误，通过填写条例清晰的荷载组合矩阵关系表，利用计算机的速度优势，就得到了精确且齐全的荷载组合。
本发明能够针对交通运输领域如铁路、公路、市政、轻轨等不同类型的荷载进行组合，能够正确无误地得到所有可能的组合结果，该荷载组合方法不仅适用于容许应力法设计，而且适用于极限状态法设计。
附图说明
图1是本发明的方法流程图；
图2是本发明中荷载的矩阵关系表；
图3是本发明中荷载组合结果表。
具体实施方式
以下，参照附图和实施例对本发明进行详细说明：
如图1～3所示，一种利用矩阵关系表形成荷载组合的方法，包括以下步骤：
A.建立矩阵关系表，矩阵的行是所有需要组合的荷载，矩阵的列是需要建立的关系，矩阵的元素是每个荷载的关系情况；
B.确定每个荷载的组合系数，并将需要组合的荷载进行第1次分类，对每个子类进行编号；
C.确定这些子类是否必有，如果是必有子类，输入1，否则输入0；
D.确定这些子类是否相斥，相斥子类输入1，否则输入0；
E.确定这些子类与其他子类的相关性，输入相关子类的名称；
F.对每个子类进行第2次分类，重复以上步骤，直到子类不能再分为止；
G.根据矩阵关系表，编写算法得到所有符合要求的荷载组合，形成荷载组合结果表，表的行是所有需要组合的荷载，列是组合的序号。
步骤G中在使用荷载组合结果表时，先清除计算不使用的荷载，大大减少荷载组合的数量。
步骤A中矩阵的列名为：第1次分类(子类编号、备注、组合系数、必有子类、相斥子类、相关子类)、第2次分类(子类编号、备注、组合系数、必有子类、相斥子类、相关子类)、……、第N次分类(子类编号、备注、组合系数、必有子类、相斥子类、相关子类)。
步骤B中组合系数包括规范中的分项系数和组合系数，在最后不能再分的类中，组合系数就是规范中的分项系数。
步骤C中利用矩阵关系表形成荷载组合时，先考虑第1次分类，然后是第2次分类，接着是第N次分类，在同1次分类中，优先考虑必有子类，然后是相斥子类，最后是相关子类。
步骤D中如果多个子类既是必有子类又是相斥子类，那么只要他们的父类出现，他们之间必须且仅出现一个。
步骤E中相关子类可以有两种表达方式，具体如下：
其一，是直接输入序号n，表示该子类与同一父类中的第n个子类相关；
其二，是输入子类的索引号，索引号采用多级分类序号中间加“.”分隔，例如3.2.4表示先找到第1次分类中的第3个子类，对这个子类进行第2次分类，找到其中的第2个子类，再对这个子类进行第3次分类，找到其中的第4个子类。
步骤A中，矩阵的行数可以根据荷载数量而变化，一般列出规范(泛指：建筑、公路、铁路的荷载规范)中提到的所有荷载，矩阵的列对应荷载之间的关系，关系越复杂列数也越多。
步骤B中，组合系数包括规范中的分项系数和组合系数，分类是按照先大后小的原则，第1次的类最大，越往后越小，直到不能再分为止。
步骤C中，必有子类是指只要父类出现，那么这个子类一定出现在其中。
步骤D中，相斥子类是指在父类中，指定的相斥子类只能出现1个。
步骤E中，相关子类是指只要该子类出现，它所指定的相关之类必须出现。
重复以上步骤是指重复步骤B～步骤E，子类不能再分的条件是指这个子类的荷载必定同时在一起组合。
步骤B中组合系数包括规范中的分项系数和组合系数，在最后不能再分的类中，组合系数就是规范中的分项系数。
例如公式(1)中，S为荷载组合值，SGK为永久荷载，γG为永久荷载的分项系数，SQik为第i个可变荷载，γQi为第i个可变荷载的分项系数，ψci为第i个可变荷载的组合系数。
Figure BDA0003057213570000051
那么，对荷载进行第1次分类分为永久荷载和可变荷载两个子类，永久荷载的组合系数为1，可变荷载的组合系数为ψci，其中第1个可变荷载的组合系数为1。第2次对可变荷载分类，分为n个子类，第1个子类的组合系数为γQ1，第i个子类的组合系数为γQi。
实施例一
选取铁路极限状态法规范中的几个基本荷载，它们的矩阵关系表如图2。通过程序组合完成后，形成荷载组合结果表见图3，最后得到荷载组合结果如下：
(1)1.2G1+1.4G2+1.5Q1
(2)1.2G1+1.4G2+1.5Q21+Fc1+Fts
(3)1.2G1+1.4G2+1.5Q22+Fc2+Fts
(4)1.2G1+1.4G2+1.5Q23+Fc3+Fts
(5)1.2G1+1.4G2+1.5Q24+Fc4+Fts
(6)1.2G1+1.4G2+1.5Q25+Fc5+Fts
(7)1.2G1+1.4G2+1.5Q1+Fsi
(8)1.2G1+1.4G2+1.5Q21+Fc1+Fts+Fsi
(9)1.2G1+1.4G2+1.5Q22+Fc2+Fts+Fsi
(10)1.2G1+1.4G2+1.5Q23+Fc3+Fts+Fsi
(11)1.2G1+1.4G2+1.5Q24+Fc4+Fts+Fsi
(12)1.2G1+1.4G2+1.5Q25+Fc5+Fts+Fsi
(13)1.2G1+1.4G2+1.5Q1+F
(14)1.2G1+1.4G2+1.5Q21+Fc1+Fts+F
(15)1.2G1+1.4G2+1.5Q22+Fc2+Fts+F
(16)1.2G1+1.4G2+1.5Q23+Fc3+Fts+F
(17)1.2G1+1.4G2+1.5Q24+Fc4+Fts+F
(18)1.2G1+1.4G2+1.5Q25+Fc5+Fts+F
(19)1.2G1+1.4G2+1.5Q1+E1
(20)1.2G1+1.4G2+1.5Q21+Fc1+Fts+E1
(21)1.2G1+1.4G2+1.5Q22+Fc2+Fts+E1
(22)1.2G1+1.4G2+1.5Q23+Fc3+Fts+E1
(23)1.2G1+1.4G2+1.5Q24+Fc4+Fts+E1
(24)1.2G1+1.4G2+1.5Q25+Fc5+Fts+E1
(25)1.2G1+1.4G2+1.5Q1+E20
(26)1.2G1+1.4G2+1.5Q21+Fc1+Fts+E21
(27)1.2G1+1.4G2+1.5Q22+Fc2+Fts+E22
(28)1.2G1+1.4G2+1.5Q23+Fc3+Fts+E23
(29)1.2G1+1.4G2+1.5Q24+Fc4+Fts+E24
(30)1.2G1+1.4G2+1.5Q25+Fc5+Fts+E25
综合得到，本发明利用矩阵关系表形成荷载组合，组合结果正确，矩阵关系表简单、明确，便于复核。
本发明的针对容许应力法和极限状态法的荷载进行组合，总结出荷载之间的三种相互关系，以荷载为矩阵的行，关系为矩阵的列，利用填写矩阵关系表的办法，描述出荷载组合遵循的原则，避免了人工因为组合关系复杂、考虑问题不周全造成的遗漏和错误，通过填写条例清晰的荷载组合矩阵关系表，利用计算机的速度优势，就得到了精确且齐全的荷载组合。
本发明能够针对交通运输领域如铁路、公路、市政、轻轨等不同类型的荷载进行组合，能够正确无误地得到所有可能的组合结果，该荷载组合方法不仅适用于容许应力法设计，而且适用于极限状态法设计。

Claims (2)

1.一种利用矩阵关系表形成荷载组合的方法，其特征在于：包括以下步骤：
(A)建立矩阵关系表，矩阵的行是所有需要组合的荷载，矩阵的列是需要建立的关系，矩阵的元素是每个荷载的关系情况；
(B)确定每个荷载的组合系数，并将需要组合的荷载进行第1次分类，对每个子类进行编号；
(C)确定这些子类是否必有，如果是必有子类，输入1，否则输入0；
(D)确定这些子类是否相斥，相斥子类输入1，否则输入0；
(E)确定这些子类与其他子类的相关性，输入相关子类的名称；
(F)对每个子类进行第2次分类，重复以上步骤，直到子类不能再分为止；
(G)根据矩阵关系表，编写算法得到所有符合要求的荷载组合，形成荷载组合结果表，表的行是所有需要组合的荷载，列是组合的序号；
步骤(A)中矩阵的列名为：第1次分类包括子类编号、备注、组合系数、必有子类、相斥子类、相关子类；第2次分类包括子类编号、备注、组合系数、必有子类、相斥子类、相关子类；……；第N次分类包括子类编号、备注、组合系数、必有子类、相斥子类、相关子类；
步骤(B)中组合系数包括规范中的分项系数和组合系数，在最后不能再分的类中，组合系数就是规范中的分项系数；
步骤(C)中利用矩阵关系表形成荷载组合时，先考虑第1次分类，然后是第2次分类，接着是第N次分类，在同1次分类中，优先考虑必有子类，然后是相斥子类，最后是相关子类；
步骤(D)中如果多个子类既是必有子类又是相斥子类，那么只要他们的父类出现，他们之间必须且仅出现一个；
步骤(E)中相关子类可以有两种表达方式，具体如下：
其一，是直接输入序号n，表示该子类与同一父类中的第n个子类相关；
其二，是输入子类的索引号，索引号采用多级分类序号中间加“.”分隔。
2.根据权利要求1所述的一种利用矩阵关系表形成荷载组合的方法，其特征在于：步骤(G)中在使用荷载组合结果表时，先清除计算不使用的荷载，大大减少荷载组合的数量。
CN202110503177.3A 2021-05-10 2021-05-10 一种利用矩阵关系表形成荷载组合的方法 Active CN113268705B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110503177.3A CN113268705B (zh) 2021-05-10 2021-05-10 一种利用矩阵关系表形成荷载组合的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110503177.3A CN113268705B (zh) 2021-05-10 2021-05-10 一种利用矩阵关系表形成荷载组合的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113268705A CN113268705A (zh) 2021-08-17
CN113268705B true CN113268705B (zh) 2023-06-20

Family

ID=77230206

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110503177.3A Active CN113268705B (zh) 2021-05-10 2021-05-10 一种利用矩阵关系表形成荷载组合的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113268705B (zh)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1054753A (ja) * 1996-08-09 1998-02-24 Yazaki Corp 積載負荷記録装置
CN104961058A (zh) * 2015-06-08 2015-10-07 哈尔滨工业大学深圳研究生院 一种双z型支撑钢梁和含其的起重机支撑构件及使用方法
CN107203650A (zh) * 2016-08-03 2017-09-26 上海同豪土木工程咨询有限公司 通用荷载组合实现方法
CN107644135A (zh) * 2017-09-22 2018-01-30 中国电力工程顾问集团西南电力设计院有限公司 一种形成荷载组合的方法
CN109635509A (zh) * 2019-01-15 2019-04-16 西南交通大学 一种基于风浪流荷载组合的跨海桥梁动力响应计算方法
CN110263932A (zh) * 2019-06-24 2019-09-20 中国人民解放军国防科技大学 多智能体仿真系统图形化组合构建方法与装置
CN110555276A (zh) * 2019-09-06 2019-12-10 重庆交通大学 码头门机移动荷载及多层框架式码头最危险组合荷载计算方法及系统
CN112287435A (zh) * 2020-10-12 2021-01-29 武汉理工大学 一种考虑运营荷载的部分斜拉桥索力优化方法及装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1054753A (ja) * 1996-08-09 1998-02-24 Yazaki Corp 積載負荷記録装置
CN104961058A (zh) * 2015-06-08 2015-10-07 哈尔滨工业大学深圳研究生院 一种双z型支撑钢梁和含其的起重机支撑构件及使用方法
CN107203650A (zh) * 2016-08-03 2017-09-26 上海同豪土木工程咨询有限公司 通用荷载组合实现方法
CN107644135A (zh) * 2017-09-22 2018-01-30 中国电力工程顾问集团西南电力设计院有限公司 一种形成荷载组合的方法
CN109635509A (zh) * 2019-01-15 2019-04-16 西南交通大学 一种基于风浪流荷载组合的跨海桥梁动力响应计算方法
CN110263932A (zh) * 2019-06-24 2019-09-20 中国人民解放军国防科技大学 多智能体仿真系统图形化组合构建方法与装置
CN110555276A (zh) * 2019-09-06 2019-12-10 重庆交通大学 码头门机移动荷载及多层框架式码头最危险组合荷载计算方法及系统
CN112287435A (zh) * 2020-10-12 2021-01-29 武汉理工大学 一种考虑运营荷载的部分斜拉桥索力优化方法及装置

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Wenting Zhao等.Based on the reliability of composite pile foundation design theory research.《Advanced Materials Research》.2013,1277-1284. *
刘卫然等.轮扣式模板支撑架受力的现场实测及分析.《工业建筑》.2020,第50卷(第9期),118-121,146. *
周亭林等.在役箱形拱桥现有承载能力安全评估研究.《桥隧工程》.2014,48-52. *

Also Published As

Publication number Publication date
CN113268705A (zh) 2021-08-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104021248B (zh) 一种航空机载机械类产品fmeca分析方法
CN104778540A (zh) 一种建材装备制造bom管理方法及管理系统
EP2323083A1 (de) Technisches Klassifikationssystem
CN112231333A (zh) 一种生态环境数据共享交换方法和系统
Nabawy et al. Risk identification framework in construction of Egyptian mega housing projects
CN102339420A (zh) 一种基于企业管理系统的信息推送装置及其方法
CN113268705B (zh) 一种利用矩阵关系表形成荷载组合的方法
CN112613110A (zh) 一种基于道路桥梁工程建筑信息模型bim的构件编码方法
CN105279089A (zh) 一种获取页面元素的方法及装置
CN108842587A (zh) 高铁桥梁行车安全评估方法及装置
CN114136293B (zh) 一种基于bim的可视化监测预警方法及装置
Bernold et al. Experimental research in construction
Zhao et al. Analysis on risk factors related delay in PCPs
CN105488614A (zh) 一种实用模拟模块的会计教示系统
CN107895235A (zh) 基于决策树分析法的财务建模系统
CN1475950A (zh) 项目管理系统及方法
CN111813745A (zh) 用于土建施工技术及标准查询的系统、装置及方法
CN107766452B (zh) 一种适合电力调度数据高速存取的索引系统及其索引方法
CN101739408A (zh) 一种基于半导体测试数据的数据处理方法
CN106547860A (zh) 一种分布式数据库性能故障的定位方法
CN100347702C (zh) 基于结构分析的可扩展标记语言键约束验证方法
CN110378599A (zh) 事故预防质量的评级方法、系统、设备及计算机存储介质
Peng et al. Application of Fuzzy-ISM-MICMAC in the Risk Analysis Affecting Swivel Bridge Construction Spanning Existing Railway Lines: A Case Study
Ijaola AN ANALYSIS OF CONTRACTORS’APPROACHES TO RISK MANAGEMENT PRACTICES IN LAGOS STATE, NIGERIA
TWI530809B (zh) 品質管理系統及其方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant