【摘要】：對(duì)自由曲面索支撐空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)進(jìn)行多目標(biāo)形態(tài)優(yōu)化研究。首先根據(jù)索支撐空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的建模方法,將優(yōu)化結(jié)構(gòu)整個(gè)曲面轉(zhuǎn)化為優(yōu)化結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)線和母線。其次為保證優(yōu)化后的自由曲面光順,引進(jìn)B樣條曲線建立曲面,并將B樣條曲線已知點(diǎn)作為優(yōu)化變量。出于不同結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要,選用力學(xué)指標(biāo)和幾何指標(biāo)、或力學(xué)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、或不同性能力學(xué)指標(biāo)組合作為多優(yōu)化目標(biāo)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。得到結(jié)論如下:首先,采用本優(yōu)化方法,優(yōu)化前后曲面形狀變化不大,適用于對(duì)給定初始曲面結(jié)構(gòu)進(jìn)行形態(tài)優(yōu)化。其次,以應(yīng)變能和用鋼量為優(yōu)化目標(biāo),屬于融合了截面優(yōu)化和形態(tài)優(yōu)化的多目標(biāo)優(yōu)化,其對(duì)于索支撐空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)效果較好,具有較高的工程實(shí)用價(jià)值。最后,以應(yīng)變能和桿件長(zhǎng)度均方差為優(yōu)化目標(biāo),所得優(yōu)化結(jié)果對(duì)桿長(zhǎng)均方差和應(yīng)變能加權(quán)系數(shù)變化不敏感,可滿足桿長(zhǎng)均勻性和結(jié)構(gòu)力學(xué)要求。
[Abstract]:The multi-objective morphological optimization of free-form cable supported spatial grid structure is studied. Firstly, according to the modeling method of cable-supported spatial grid structure, the whole curved surface of the optimized structure is transformed into the alignment and bus of the optimized structure. Secondly, in order to ensure the fairing of the optimized free-form surface, the B-spline curve is introduced to establish the surface and the known point of the B-spline curve is taken as the optimization variable. In order to meet the needs of different structural design, mechanical index and geometric index, mechanical index and economic index, or combination of different performance and mechanics index are selected as multiple optimization objectives for structural optimization. The conclusions are as follows: firstly, the shape of the surface before and after the optimization is not changed by this optimization method, which is suitable for the shape optimization of the given initial surface structure. Secondly, taking strain energy and steel quantity as the optimization targets, it belongs to the multi-objective optimization which combines the cross-section optimization and the shape optimization, which has a better effect on the cable braced spatial grid structure, and has higher engineering practical value. Finally, the strain energy and the mean square deviation of the length of the bar are taken as the optimization objectives. The results obtained are insensitive to the variation of the mean variance of the rod length and the weighted coefficient of the strain energy, and can meet the requirements of the uniformity of the length of the rod and the structural mechanics.
【作者單位】： 東南大學(xué)混凝土與預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;江蘇筑森建筑設(shè)計(jì)有限公司;
【基金】：國家自然科學(xué)基金(51278117) 國家杰出青年基金(51125031) 教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才資助計(jì)劃(NCET-13-0120) 江蘇省六大人才高峰(2013-JZ-009)
【分類號(hào)】：TU399

【參考文獻(xiàn)】

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2 傘冰冰;武岳;衛(wèi)東;沈世釗;;膜結(jié)構(gòu)的多目標(biāo)形態(tài)優(yōu)化[J];土木工程學(xué)報(bào);2008年09期

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【共引文獻(xiàn)】

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9 劉開國;;雙曲索撐扁網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的分析[J];建筑鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)展;2010年04期

10 田偉;董石麟;趙陽;;球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的平面四邊形網(wǎng)格劃分[J];空間結(jié)構(gòu);2012年02期

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5 武岳;楊慶山;沈世釗;;膜結(jié)構(gòu)分析理論研究現(xiàn)狀與展望[A];第22屆全國結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集第Ⅰ冊(cè)[C];2013年

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2 劉占省;溫度作用下拉索性能及弦支筒殼結(jié)構(gòu)可靠性能研究[D];天津大學(xué);2010年

3 張玉蘭;單雙層網(wǎng)格結(jié)構(gòu)建造技術(shù)與節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)研究[D];天津大學(xué);2012年

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【二級(jí)參考文獻(xiàn)】

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1 李欣;自由曲面結(jié)構(gòu)的形態(tài)學(xué)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

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2 米婷,羅永峰;談空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的型體發(fā)展[J];低溫建筑技術(shù);2002年01期

3 黃炳生;斜拉空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的分析和設(shè)計(jì)[J];南京建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2002年01期

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9 王愛領(lǐng);空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)施工技術(shù)與管理[D];鄭州大學(xué);2003年

10 楊際梅;空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)施工技術(shù)與管理研究[D];天津大學(xué);2007年

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本文編號(hào)：2412211