基于離散變量的大跨度網(wǎng)架結(jié)構(gòu)力學(xué)分析與優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中如何減輕結(jié)構(gòu)重量，設(shè)計(jì)建造出更輕更穩(wěn)固的建筑一直都是建筑工程領(lǐng)域的一個(gè)重要研究方向，結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)正逐漸被廣大結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員采納和使用。
　　 工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可分為傳統(tǒng)設(shè)計(jì)和優(yōu)化設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)不僅可以減輕結(jié)構(gòu)重量和降低成本，而且能夠改善結(jié)構(gòu)的受力特性，以及綜合考慮強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性等控制因素，將為建造高度更高，跨度更大建筑工程提供可能的條件和理論基礎(chǔ)。
　　 本文對某設(shè)計(jì)院研究設(shè)計(jì)的空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)進(jìn)行力學(xué)分析，本

2、著節(jié)約造價(jià)的原則對該網(wǎng)架結(jié)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，并應(yīng)用到實(shí)際工程中，在滿足結(jié)構(gòu)安全性的同時(shí)減輕了結(jié)構(gòu)的自重，優(yōu)化了房屋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高了建筑的經(jīng)濟(jì)性。
　　 論文的主要內(nèi)容有：
　　 一、利用大型有限元軟件ANSYS對該設(shè)計(jì)院的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行應(yīng)力強(qiáng)度和穩(wěn)定性分析，并發(fā)現(xiàn)原設(shè)計(jì)中部分桿件的應(yīng)力超出許用應(yīng)力。結(jié)構(gòu)存在不安全隱患。
　　 二、針對該大跨度網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，以桿件截面為設(shè)計(jì)變量，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)總重為目標(biāo)函數(shù)，采用基于離散變

3、量的滿應(yīng)力法中的應(yīng)力比法對空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)進(jìn)行截面尺寸優(yōu)化設(shè)計(jì)。同時(shí)考慮網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和型鋼桿件截面尺寸等約束條件。采用了FORTAN語言編制了網(wǎng)架優(yōu)化程序與有限元軟件ANSYS接口，不但增強(qiáng)了程序的可靠性，拓寬了ANSYS的使用范圍，使得ANSYS和自編程序結(jié)合獲得了大跨空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的結(jié)果。
　　 三、進(jìn)一步用編制的優(yōu)化程序?qū)W(wǎng)架結(jié)構(gòu)減桿體系進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，在滿足各種約束條件的基礎(chǔ)上分析桿件數(shù)量的減少對于網(wǎng)架結(jié)