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申请/专利权人：中铁第一勘察设计院集团有限公司

摘要：本发明公开了一种铁路客站屋架结构传感器优化布置方法。现有铁路站房健康监测点布置存在监测点位置模糊、布设方法效率低问题。本发明将3D3SDesign的数据导出，利用MidasGen进行荷载工况分析，依据分析结果对杆件应变、节点变形、支座位移、结构加速度的传感器进行筛选及优化布置。本发明可直观显示需要进行应变监测的杆件，清晰显示应变监测点沿杆件长度方向上的位置，解决了传统方式中应变监测点模糊的问题；基于粒子群优化算法及最小模态置信准则原理的加速度传感器布设方式，提高了监测点布置的合理性和科学性。

主权项：1.一种铁路客站屋架结构传感器优化布置方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：由结构设计软件3D3SDesign导出MidasGen可直接读取的文件，利用MidasGen进行荷载工况分析，并导出所需数据；步骤二：依据规范条文及Midas模型的分析结果，按照程序模块的顺序，依次对杆件应变、节点变形、支座位移、结构加速度的传感器进行筛选及优化布置；步骤三：导出各类型传感器筛选、优化布设结果及相关分析数据；所述步骤一中，导出的MidasGen分析数据包括：1各构件截面名称SectionName.txt；2各截面构件在所有荷载组合工况下的应力值；3屋架节点位移数据.xlsx；4屋架支座节点位移数据.xlsx；5屋架节点各阶模态.xlsx；所述步骤二中，杆件应变的筛选步骤具体包括：步骤1：确定交互参数，包括文件导入、导出路径及应力筛选限值；步骤2：读取文件“SectionName.txt”，获取所有构件的截面名称；步骤3：循环读取各截面构件在所有荷载组合工况下的应力值，获取各类杆件应力数据；步骤4：根据列表数据，基于下式1计算杆件组合应力σcon；其中，σN为轴向应力；为绕y轴弯矩产生的应力；为绕z轴弯矩产生的应力； 步骤5：判断杆件组合应力是否超过应力筛选限值，获取超限杆件；步骤6：筛选最大组合应力的超限杆件，即保留同一超限杆件在同一位置处组合应力最大的一组；步骤7：将所有筛选结果以Excel文档格式保存到指定目录下；所述步骤二中，节点变形的筛选步骤具体包括：步骤1：确定交互参数，包括文件导入、导出路径及位移筛选限值；步骤2：读取文件“屋架节点位移数据.xlsx”，获取所有节点的位移量；步骤3：将三个方向的位移分量Ux、Uy、Uz分别按由大到小进行数据排序；步骤4：判断节点各方向位移是否超过相应的位移筛选限值，获取位移超限节点；步骤5：筛选最大位移的超限节点，即保留同一超限节点中同一方向下位移最大的一组；步骤6：所有筛选结果以Excel文档格式保存到指定目录下；所述步骤二中，支座变形的筛选步骤具体包括：步骤1：确定交互参数，包括文件导入、导出路径，x方向、y方向、z方向、空间方向的支座位移筛选限值；步骤2：读取文件“屋架支座节点位移数据.xlsx”，获取所有支座节点的位移量；步骤3：按式2计算各节点的空间位移Uxyz，其中，Ux、Uy、Uz为节点三个方向的位移值； 步骤4：将Ux、Uy、Uz、Uxyz四个分量按由大到小进行数据排序；步骤5：判断支座节点各方向位移是否超过相应的位移筛选限值，获取支座位移超限节点；步骤6：筛选位移最大的超限节点，即保留同一超限节点中同一方向下位移最大的一组；步骤7：将所有筛选结果以Excel文档格式保存到指定目录下；所述步骤二中，结构加速度的筛选优化步骤具体包括：步骤1：确定文件导入、导出路径，以及粒子群优化算法的参数；步骤2：读取文件“屋架节点各阶模态.xlsx”，并转化并生成三个方向的模态信息矩阵[Ux]、[Uy]、[Uz]；步骤3：执行粒子群优化算法，获取结构加速度传感器的最优布置方案；步骤4：将所有优化布设结果以Excel文档格式保存到指定目录下。

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