基于參數(shù)化建模柱面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)作為一種大型空間結(jié)構(gòu)，由于其具有造型美觀多樣、受力合理、用料經(jīng)濟(jì)、且覆蓋空間較大等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)被廣泛應(yīng)用于具有地標(biāo)性的大型建筑結(jié)構(gòu)中。然而大量實(shí)踐證明，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)僅能保證結(jié)構(gòu)的安全性、正常使用性和耐久性等，而材料的力學(xué)性能并不能得到充分發(fā)揮，為了更合理的利用材料的性能，使結(jié)構(gòu)內(nèi)部各構(gòu)件得到更好的協(xié)調(diào)，需要對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。
　　 本課題在研究目前結(jié)構(gòu)優(yōu)化理論和各種優(yōu)化算法的基礎(chǔ)上，深入研究了序列兩級(jí)算法和遺傳算法的基本

2、理論、算法改進(jìn)和程序?qū)崿F(xiàn)，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了單層柱面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的截面優(yōu)化及雙層柱面網(wǎng)殼的拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)。
　　 論文研究的主要內(nèi)容有：
　　 (1)本文采用序列兩級(jí)算法，對(duì)五種典型單層柱面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)進(jìn)行了桿件的截面優(yōu)化設(shè)計(jì)。將優(yōu)化模型的約束條件分為局部約束和整體約束兩大類，采用一維搜索法處理局部約束、采用相對(duì)差商法處理整體約束。文中詳細(xì)分析了五種典型單層柱面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的跨度、矢跨比的變化對(duì)結(jié)構(gòu)總重量的影響，得出了工程中常用的六種跨

3、度和六種矢跨比下，最為經(jīng)濟(jì)的柱面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)形式。
　　 (2)本文對(duì)基本遺傳算法進(jìn)行了研究，在此基礎(chǔ)上對(duì)編碼方式采用整數(shù)編碼、對(duì)雜交和變異操作分別采用混合雜交和鄰近變異方法，并采用上述改進(jìn)的遺傳算法對(duì)正放四角錐雙層柱面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)進(jìn)行了拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)。分析了在50m跨度下正放四角錐雙層柱面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)總重量隨長(zhǎng)跨比、矢跨比、厚度的變化規(guī)律，得出了在一定網(wǎng)格劃分份數(shù)下，結(jié)構(gòu)總重量最輕的矢跨比和厚度。
　　 (3)本文采用大型有限元分析