摘要：双向渐进结构优化方法简介随着计算机技术的不断发展,结构形态优化技术的强大功能使其广泛运用在航天、机械、土木、材料等领域。结构形态优化的核心问题是在一定的边界条件和容积内通过调整结构参数和控制结构单元来得到最优的形状分布。一个拓扑优化结果的给出包括初始模型优化算法、形态优化和尺寸优化等多个步骤。随着大规模计算机和有限元技术的不断发展,

摘要：利用拓扑优化技术来优化结构受力分布、提高结构性能和节约材料在工程设计领域有广泛的应用前景。由于技术和实践的不足,拓扑优化技术在结构工程领域还未形成系统性的结构优化策略,主要还是依靠工程师的工作经验来进行优化设计,尚待深入研究。为此,探索了将拓扑优化策略运用到人行桥的建筑找形当中,基于应变能最小化的优化策略,针对深圳一座实际的行人天桥项目进行了轻量化设计。首先采用连续体拓扑的方法进行了优化研究,然后根据优化结果进行建筑学开孔设计,通过上述过程提高了结构性能,也达到了较好的建筑表现效果。优化结果表明:在减重10.65%的条件下,结构挠度有了较大降低,竖向位移得到了有效控制,本设计中自动化的拓扑优化技术在结构体系上实现了建筑结构一体化的设计目标。

摘要：分析了宜春市新火车站综合交通枢纽工程屋面建筑造型特点,通过比选常用的几种结构体系,选取了高度较小的交叉梁结构,并采用有限元软件,对结构体系在各荷载工况和组合下的静力及动力作了分析,得到了结构的受力和变形特点,确保了屋面钢结构的安全可靠性。

摘要：为进一步探索空腹索桁张力结构初始预应力分布、静力性能及误差敏感性,在理论分析的基础上,设计加工了一直径5m的结构模型.提出了该模型支承平台、可调索杆、连接节点等加工制作方案及基于最小二乘法的各测点内力-应变关系拟合方法,考察了张拉各构件到设计长度时的体系初始预应力分布,模型在满跨、半跨和1/4跨等多种荷载工况下的静力响应及通过调整杆件长度模拟杆长误差以考察长度的误差敏感性.研究表明,当所有构件都张拉到设计长度时,空腹索桁张力结构初始预应力分布将达到设计值;结构在不对称荷载作用下易发生平面外失稳,平面外刚度较差,而在整体均布荷载作用下表现出良好的承载性能;环索长度误差敏感性最明显,脊索、斜索次之,桅杆最弱.初内力分布、多种荷载工况下的静力响应及误差敏感性分析理论值与实测值基本吻合,表明了理论分析的正确性和模型设计的有效性.

摘要：以某单体图书馆为例,研究了大悬挑部分钢拱柱与水平梁连接的关键节点性能,通过ABAQUS有限元弹塑性分析,对框架整体的应力变形进行评估,并单独提出了动力时程中的位移边界条件,将其施加到节点模型上进行精细化分析,得到节点支撑部分与加劲板上的受力特点,完成了节点关键性能的研究。

摘要：针对索穹顶结构缺乏有效的鲁棒性分析方法及基于结构鲁棒性能的优化设计现状,首先构建该类结构鲁棒性评价方法,然后结合实际工程案例分析Geiger型、Levy型和Geiger-Levy组合型3类索穹顶结构鲁棒性随结构榀数、环索圈数及矢跨比等形状参数的影响.在此基础上,采用遗传算法,进一步探索基于结构整体鲁棒性能的结构形状优化设计方法.研究发现,3类结构鲁棒性能均随着结构榀数、环索圈数及矢跨比等形状参数的增加而增强,且在相同形状参数设计条件下,Levy型鲁棒性能最强、组合型其次、Geiger型最弱.以Geiger型索穹顶结构平面索桁架撑杆顶部标高、撑杆长度和环索半径3组共6个形状参数为优化变量,在优化变量一定变化范围内(本文取结构初始模型中该值的80%~120%),经形状优化可有效提高鲁棒性(优化率39.8%)及结构抵抗不相称破坏的能力.

摘要：张拉结构是由不连续的受压构件和连续的受拉绳索组成的特殊结构体系。由于其轻质、非连续,容易形成大跨度,从1960年代提出后,就成为国际研究热点。传统张拉结构通常是杆索结构,存在自由度大,力学性能不确定,空间找形和布局困难。本项目提出了用三维受压构件代替一维受压杆的三维张拉结构的概念,研究三维实体在非连续张拉系统中的性质与运用。采用几何拓扑方法对若干空间几何体进行分类,发现其一个到多个方向的延展特性,来组成一到三维空间结构,最后建立物理模型。本项研究拓展了传统张拉结构理论,为含三维构件的张拉结构发展提供了新的蓝图。