基于離散變量的大跨度網(wǎng)架結構力學分析與優(yōu)化設計.pdf

1、結構設計中如何減輕結構重量，設計建造出更輕更穩(wěn)固的建筑一直都是建筑工程領域的一個重要研究方向，結構的優(yōu)化設計正逐漸被廣大結構設計人員采納和使用。
　　 工程結構設計可分為傳統(tǒng)設計和優(yōu)化設計。結構優(yōu)化設計不僅可以減輕結構重量和降低成本，而且能夠改善結構的受力特性，以及綜合考慮強度、剛度、穩(wěn)定性等控制因素，將為建造高度更高，跨度更大建筑工程提供可能的條件和理論基礎。
　　 本文對某設計院研究設計的空間網(wǎng)架結構進行力學分析，本

2、著節(jié)約造價的原則對該網(wǎng)架結構進行結構優(yōu)化設計，并應用到實際工程中，在滿足結構安全性的同時減輕了結構的自重，優(yōu)化了房屋的結構設計，提高了建筑的經(jīng)濟性。
　　 論文的主要內(nèi)容有：
　　 一、利用大型有限元軟件ANSYS對該設計院的設計方案進行應力強度和穩(wěn)定性分析，并發(fā)現(xiàn)原設計中部分桿件的應力超出許用應力。結構存在不安全隱患。
　　 二、針對該大跨度網(wǎng)架結構，以桿件截面為設計變量，網(wǎng)架結構總重為目標函數(shù)，采用基于離散變

3、量的滿應力法中的應力比法對空間網(wǎng)架結構進行截面尺寸優(yōu)化設計。同時考慮網(wǎng)架結構的強度、剛度、穩(wěn)定性和型鋼桿件截面尺寸等約束條件。采用了FORTAN語言編制了網(wǎng)架優(yōu)化程序與有限元軟件ANSYS接口，不但增強了程序的可靠性，拓寬了ANSYS的使用范圍，使得ANSYS和自編程序結合獲得了大跨空間網(wǎng)架結構優(yōu)化設計的結果。
　　 三、進一步用編制的優(yōu)化程序?qū)W(wǎng)架結構減桿體系進行優(yōu)化設計，在滿足各種約束條件的基礎上分析桿件數(shù)量的減少對于網(wǎng)架結