考慮約束條件的索桿張力結(jié)構(gòu)找形研究
本文選題:索桿體系 + 張力結(jié)構(gòu); 參考:《土木工程學(xué)報(bào)》2014年05期
【摘要】:文中首先闡述常用力密度法的優(yōu)缺點(diǎn),在此基礎(chǔ)上從能量的角度出發(fā),建立基于梯度優(yōu)化的索桿體系找形方法。利用拉格朗日乘子法將約束條件添加到目標(biāo)函數(shù)中,并應(yīng)用梯度法進(jìn)行優(yōu)化,從而得到考慮約束條件索桿張力結(jié)構(gòu)的形狀。在給定初始條件下,該方法可以找到同時(shí)滿足能量最小和一定形態(tài)要求的索桿張力體系。并利用MATLAB編制相應(yīng)程序,算例分析結(jié)果表明本文給出的索桿體系找形的方法適合于絕大多數(shù)索桿體系,無(wú)論是簡(jiǎn)單的平面張力結(jié)構(gòu)、索穹頂結(jié)構(gòu),還是復(fù)雜的索桁體系。該方法的優(yōu)點(diǎn)之一是可以在目標(biāo)函數(shù)中直接引入邊界約束條件,從而可以較方便地求解考慮約束條件的索桿張力體系的幾何形狀。
[Abstract]:In this paper, the advantages and disadvantages of the commonly used force density method are first expounded. Based on this, a method of shape finding for cable-bar system based on gradient optimization is established from the point of view of energy. The Lagrange multiplier method is used to add the constraint condition to the objective function and the gradient method is applied to optimize the shape of cable tension structure considering the constraint condition. Under the given initial conditions, the method can find the cable tension system which satisfies the minimum energy and a certain shape simultaneously. The corresponding program is compiled by using MATLAB. The result of example analysis shows that the method of form-finding is suitable for most cable-bar systems, whether it is simple plane tension structure, cable dome structure or complex cable-truss system. One of the advantages of this method is that the boundary constraints can be directly introduced into the objective function, thus the geometric shape of cable tension system with constraints can be solved conveniently.
【作者單位】: 東南大學(xué)混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;東南大學(xué)國(guó)家預(yù)應(yīng)力工程技術(shù)研究中心;
【基金】:國(guó)家自然科學(xué)基金(51278116,51308106) 江蘇省自然科學(xué)基金(BK20130614) 教育部高等學(xué)校博士學(xué)科點(diǎn)專項(xiàng)科研基金(20130092120018)
【分類號(hào)】:TU399
【相似文獻(xiàn)】
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,本文編號(hào):1797422
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