本文選題：張拉整體結(jié)構(gòu)　切入點：找形分析　出處：《土木工程學報》2015年07期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：在諸多具有代表性的張拉整體結(jié)構(gòu)找形方法中,一個有效的思路是將其歸結(jié)為約束優(yōu)化問題,從而運用非線性規(guī)劃的方法進行求解。文中首先證明了約束優(yōu)化問題的最優(yōu)性條件與張拉整體結(jié)構(gòu)平衡方程的等價性。隨后,在優(yōu)化模型的求解問題上,利用目標函數(shù)的梯度向量即為節(jié)點不平衡力這一重要關(guān)系,在梯度法的基礎(chǔ)上引入動力松弛思想,讓非平衡形態(tài)下的質(zhì)點系在不平衡力的作用下開始運動,并通過"運動阻尼"使結(jié)構(gòu)收斂至平衡位形。計算實踐表明,引入動力松弛技術(shù)可確保迭代點在無需步長調(diào)整的情況下穩(wěn)定而迅速地逼近極小點的鄰域,改善梯度法在極小點附近收斂緩慢,須逐步減小步長以提高收斂精度的不足。由于目標函數(shù)中冪指數(shù)的取值對找形的成敗影響較大,文中對此進行了重點探討,建議其合理取值為3或4。在冪指數(shù)取定的情況下,通過調(diào)整權(quán)重系數(shù)和目標桿長控制結(jié)構(gòu)位形,從而獲取理想的找形結(jié)果。對于存在固定節(jié)點的索桿體系,還給出邊界條件的處理方法,為開發(fā)新型空間結(jié)構(gòu)提供有效的工具。
[Abstract]:Among many representative form-finding methods for tensioning integral structures, an effective way is to reduce them to constrained optimization problems. In this paper, we first prove the equivalence between the optimality condition of constrained optimization problem and the equilibrium equation of tensioned whole structure. Using the important relation that the gradient vector of objective function is the unbalance force of the node, the idea of dynamic relaxation is introduced on the basis of the gradient method, so that the particle system in the non-equilibrium form starts to move under the action of the unbalanced force. And the structure converges to the equilibrium configuration by "motion damping". The calculation practice shows that the introduction of dynamic relaxation technique can ensure that the iterative point can approach the neighborhood of the minimal point stably and rapidly without step adjustment. The improvement of gradient method converges slowly near the minimum point, so it is necessary to gradually reduce the step size to improve the convergence accuracy. Because the value of power exponent in the objective function has a great influence on the success or failure of shape finding, the emphasis is put on the discussion in this paper. It is suggested that the reasonable value be 3 or 4. When the power exponent is determined, the optimal shape finding result is obtained by adjusting the weight coefficient and the target bar length to control the configuration of the structure. The method of dealing with boundary conditions is also given, which provides an effective tool for the development of new spatial structures.
【作者單位】： 東南大學混凝土及預應力混凝土結(jié)構(gòu)教育部重點實驗室;東南大學國家預應力工程技術(shù)研究中心;
【基金】：國家自然科學基金(51278116)
【分類號】：TU399

【參考文獻】

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【共引文獻】

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本文編號：1580684