實(shí)體結(jié)構(gòu)作為最常見的一種結(jié)構(gòu)形式,在各類建筑中被廣泛應(yīng)用,但是相對(duì)桿系結(jié)構(gòu)其復(fù)雜的受力方式和宏大的體量限制了結(jié)構(gòu)形態(tài)的發(fā)展。近年來參數(shù)化建筑的興起對(duì)自由合理的實(shí)體結(jié)構(gòu)形態(tài)提出了更高的需求,尤其是對(duì)于結(jié)構(gòu)形式與實(shí)用的建筑功能之間的協(xié)調(diào)統(tǒng)一更加注重。傳統(tǒng)的實(shí)體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用經(jīng)驗(yàn)與試算的方式尋找經(jīng)濟(jì)實(shí)用的結(jié)構(gòu)形態(tài),只考慮結(jié)構(gòu)的安全性而忽略了結(jié)構(gòu)對(duì)建筑美學(xué)和藝術(shù)表達(dá)的貢獻(xiàn),借助合適的結(jié)構(gòu)形態(tài)創(chuàng)構(gòu)方法代替人為經(jīng)驗(yàn)就能夠有效的解決自由形態(tài)的實(shí)體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)困難的問題。目前現(xiàn)有的實(shí)體結(jié)構(gòu)形態(tài)創(chuàng)構(gòu)方法存在計(jì)算效率低、結(jié)構(gòu)形式單一等問題,本文結(jié)合桿系結(jié)構(gòu)與實(shí)體結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢提出了一種兼顧拓?fù)�、形狀以及截面�?yōu)化的平面實(shí)體結(jié)構(gòu)形態(tài)創(chuàng)構(gòu)方法,并通過算例證實(shí)了該方法的正確性和實(shí)用性。針對(duì)實(shí)體結(jié)構(gòu)拓?fù)浜托螤钫倚蔚睦щy,提出了一種在桿系結(jié)構(gòu)形態(tài)創(chuàng)構(gòu)的基礎(chǔ)上將桿系結(jié)構(gòu)實(shí)體化的算法,將桿系結(jié)構(gòu)與實(shí)體結(jié)構(gòu)相結(jié)合進(jìn)行結(jié)構(gòu)的形態(tài)創(chuàng)構(gòu),這樣不僅計(jì)算效率高,而且能夠?qū)崿F(xiàn)同時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)的拓?fù)�、形狀和截面協(xié)同優(yōu)化,也為實(shí)際工程中的三維結(jié)構(gòu)形態(tài)創(chuàng)構(gòu)提供了新思路。對(duì)桿系結(jié)構(gòu)的形態(tài)創(chuàng)構(gòu)方法進(jìn)行深入研究,分析了各種桿系結(jié)構(gòu)形態(tài)創(chuàng)構(gòu)方法的特點(diǎn)和具體操作過程,通過綜合對(duì)比選用了與實(shí)體結(jié)構(gòu)創(chuàng)構(gòu)原理一致的基于進(jìn)化論的創(chuàng)構(gòu)方法。通過計(jì)算幾何的平行線求交手段把桿系結(jié)構(gòu)實(shí)體化,并且可以控制實(shí)體化的截面尺寸以及實(shí)體結(jié)構(gòu)的邊界光滑度,進(jìn)一步提升實(shí)體結(jié)構(gòu)創(chuàng)構(gòu)的效率。在實(shí)體結(jié)構(gòu)形態(tài)創(chuàng)構(gòu)過程中引入等值線,使得實(shí)體結(jié)構(gòu)的邊界更加自由,形態(tài)也更加合理優(yōu)美。通過對(duì)結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能分析證實(shí)這種方法得到結(jié)構(gòu)材料布局合理,von Mises應(yīng)力分布均勻。根據(jù)本文提出的平面實(shí)體結(jié)構(gòu)形態(tài)創(chuàng)構(gòu)思路,總結(jié)了結(jié)構(gòu)形態(tài)創(chuàng)構(gòu)的策略以及算法流程,通過編制Fortran程序驗(yàn)證了整個(gè)創(chuàng)構(gòu)方法的可行性。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TU318
【部分圖文】：

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【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2870537