超大跨度悬挑混凝土框桁架杂交结构优化选型

对主体结构进行了静力分析,并对基于变形性能及受力性能的优化选型进行了探讨,研究了桁架的腹杆布置形式、悬挑部分板厚及桁架节间距对超大悬挑混凝土框桁架结构体系静力特性的影响,分析表明,按选定性能目标优化得到的结构体系经济合理,实现了超大跨度悬挑混凝土框桁架杂交结构在静力性能安全的设计目标。     

钢桁架梁桥结构两层面承载力分析和优化

基于弹性模量缩减法建立了钢桁架梁桥构件安全系数和结构整体安全系数的便捷计算方法,进而提出了结构两层面安全分析和优化方法。首先引入广义屈服准则考虑组合内力作用,根据能量守恒原则确定单元弹性模量缩减策略,利用线弹性有限元法开展迭代计算,求得各迭代步单元承载比,利用迭代首步和末步结果分别确定钢桁架梁桥构件层面和结构层面的安全系数,根据迭代过程各单元承载比的变化,识别高承载构件和低承载构件,据此开展钢桁架梁桥两层面安全分析。结合两层面安全系数之间的定量关系,通过调整高承载和低承载构件的截面强度,使钢桁架梁桥的承载状态和材料消耗得到优化。算例分析表明,该方法具有较高的计算精度,而且能够通过线弹性方法实现复杂结构的安全分析与结构优化,避免了繁琐的非线性分析和优化计算过程。     

基于结构优化的张弦立体桁架经济性分析

在截面面积和索力值优化设计的基础上,建立以最小造价为目标函数的优化模型,参考市面上各种钢管和钢绞线的报价,提出在考虑结构位移和杆件强度约束下计算钢管直径、厚度的最优造价优化法。最后分别对预应力张弦立体桁架和非预应力张弦立体桁架进行优化,通过算例分析得出预应力张弦立体桁架相对于非预应力张弦立体桁架在经济上的优越性。     

基于结构优化的张弦立体桁架经济性分析

在截面面积和索力值优化设计的基础上,建立以最小造价为目标函数的优化模型,参考市面上各种钢管和钢绞线的报价,提出在考虑结构位移和杆件强度约束下计算钢管直径、厚度的最优造价优化法.最后分别对预应力张弦立体桁架和非预应力张弦立体桁架进行优化,通过算例分析得出预应力张弦立体桁架相对于非预应力张弦立体桁架在经济上的优越性.     

有关桁架结构优化设计的方法研究

对桁架结构设计的一种优化方法进行了详细介绍,并编制了计算程序,通过具体算例,并和其他方法的计算结果进行了分析比较,结果表明,计算结果基本一致,可用于桁架结构的优化设计。     

基于可靠度指标的桁架优化研究

利用加权线性响应面法计算结构杆件可靠度指标,将可靠度指标作为桁架优化约束条件,用改进粒子群算法进行桁架截面优化,通过经典10杆平面桁架截面优化算例,与已有文献进行对比,为工程实践提供理论借鉴。     

曲线搜索在桁架结构设计中的应用

近年来国内外对土建结构设计的优化进行了大量的工作,优化的对象涉及结构工程的各个方面,本文首次将曲线寻优理论中的数值解法应用于桥架结构优化,针对相应的优化模型,基于对偶规划,推导了曲线寻优算法在桁架结构优化中所依赖的公式,算例表明该法收敛速度快而稳。     

高层屋顶钢结构构架的方案设计及探讨

基于苏州某高层项目的屋顶钢结构构架的结构分析,提出了悬臂三角形空间桁架结构、优化悬臂三角形空间桁架结构和竖向空间网架结构三种结构方案.采用有限元软件SAP2000对三种结构进行建模计算.根据计算结果,讨论不同方案中的结构传力路径,对比了杆件应力、结构变形和动力特性等力学性能和用钢量指标,最终选择了优化悬臂三角形空间桁架...     

基于应力比法的双层网壳结构抗风优化

目前对风敏感结构的抗风优化研究主要集中于高层建筑,而对大跨屋盖结构的抗风优化研究较少.以一实际大跨双层柱面网壳为研究对象,基于Gust Loading Factor (GLF)法构造等效静力风荷载,建立空间桁架结构的应力比法抗风优化设计框架和计算程序.编制计算程序进行数值分析表明,通过优化可使结构总重最多降低约84％,且设定杆件截面积下限后所有杆件应力小于容许应力,因此本文方法用于空间桁架结构的抗风优化中简单有效,容易推广至实际工程设计中.     

能量法计算框架-剪力墙结构框架倾覆力矩比

采用抗规方法与轴力法计算框架-剪力墙的框架、剪力墙倾覆力矩比,缺乏明确的推导背景与物理意义,且在工程实践中会得到不合理的结果,并且两种方法得到的结果差异甚大。通过具体算例的计算结果阐述了抗规方法与轴力法不合理的原因,基于虚功原理提出了能量法的计算方法,用侧向力作用下框架部分的总虚内功与结构总虚内功的比值来界定抵抗侧向力的作用占比。分析结果表明：抗规方法忽略了反弯点处相互剪力产生的应变能。采用SAP2000软件,计算了7个平面框架-剪力墙结构体系以及2个三维算例体系作为验证,并说明了理论与应用的合理性。结果表明能量法和基于力法的抗规方法与轴力法相比,物理意义更明确,可以同时考虑弯矩、轴力、剪力三个内力全部作用的影响。     

基于振型加速度法的桁架结构拓扑优化设计

基于振型加速度法和全局收敛的移动渐近线法(GCMMA)求解结构动力响应及其灵敏度,建立了以结构材料用量最小为目标,指定自由度位移和杆件应力的均方差为约束的拓扑数学模型,最后以一桁架结构的优化算例验证了所提方法的有效性。     

基于单纯形模拟退火算法的桁架结构优化设计

提出了应用单纯形模拟退火算法对桁架结构进行优化设计，并对模拟退火算法中参数的选择进行了探讨，算例分析表明了单纯形模拟退火算法应用在桁架结构优化中的可行性和有效性。     

多索预应力桁架结构优化设计

对影响多索预应力桁架结构优化设计的变量,包括索力值和截面尺寸进行研究。考虑了预应力作用阶段及预应力和荷载共同作用阶段的性态约束条件,建立了以结构重量最小为目标函数的数学优化模型。在求解方法上,用满应力准则法确定索力值和截面尺寸并将索力值的求解转化为线性规划模型。算例表明,方法具有较好的计算效率和收敛性。     

桁架形状优化的自适应协方差矩阵进化策略方法

自适应协方差矩阵进化策略(CMA-ES)是在进化策略算法(ES)基础上发展起来的一种新的全局优化算法,对于处理复杂非线性多峰值优化问题具有很好的适用性.结合有限元方法,提出一种桁架形状优化的自适应协方差矩阵进化策略方法.采用空间25杆桁架和平面37杆桥形桁架两个桁架形状优化的经典算例对方法的可行性和先进性进行验证,其中,空间25杆桁架分为不考虑局部稳定约束和考虑局部稳定约束两种情况进行计算.研究结果表明,该方法是可行的,与基于遗传算法、粒子群优化算法等现代全局优化算法的桁架形状优化方法相比较,具有寻优效率高、收敛速度快、全局优化能力强的优点,在获得相同精度最优解的条件下,调用有限元分析的次数明显较少,从而有效地减少了计算耗时.     

基于位移灵敏度的结构损伤静力识别方法

结构损伤识别是当前的研究热点,但有关静力识别方法的研究较少.对静力平衡方程求导得到位移对单元损伤的一阶灵敏度,进而得到结构损伤前后位移改变量与单元损伤系数的线性关系式.据此提出一种结构损伤静力识别的三阶段方法,即先对静力测试的加载模式进行优化,再根据非负二乘解定位损伤单元,最后基于迭代收敛解提取已定位单元的损伤系数.加载模式的优化基于遗传算法,并以线性方程组病态程度最低为优化目标.某平面桁架的数值算例表明,所提方法能够很好地对加载模式进行优化,在高噪音情况下也能有效识别结构损伤.     

大跨斜腿钢管桁架结构施工卸载监测技术研究

围绕某大跨斜腿钢管桁架结构临时支撑卸载过程的变形监测技术开展研究。首先通过数值计算,得到卸载前后桁架结构的内力、变形等参数。结合计算结果,从施工阶段起对结构开展实时监测,得到卸载过程中桁架关键位置的变形等监测数据,通过对比分析保障结构在施工过程以及后续运营期间的安全性和可靠性。监测结果表明,理论数据与监测数据比对良好,监测技术具有较好的可信度与实用性,同时该桁架在施工卸载过程中是安全可靠的。     

基于混合遗传算法的桁架优化设计研究

应用十进制编码的遗传算法,通过MATLAB编程实现桁架结构截面优化。考虑满应力解通常处在最优解附近的原理,在应用遗传算法的同时,将满应力解作为一个个体引入种群中进行计算。算例表明,该方法能得到理想效果,并能减少程序运算时间。     

混合遗传算法在桁架优化中的应用

应用遗传算法,并对基本遗传算法进行相应的改进,对空间桁架结构截面进行优化。在应用遗传算法的同时,考虑满应力解通常处在最优解附近的原理,将满应力解作为种群中的一个个体参与计算,并通过MATLAB编制相应的程序实现。算例表明,该方法能得到理想效果,并减少程序运算时间。     

交错桁架结构二阶效应简化分析方法

基于交错桁架结构质量和刚度分布均匀的结构特点,将交错桁架结构等效为一根压弯组合杆,通过对压弯组合杆曲率与弯矩及剪力的关系分析,建立了压弯组合杆的平衡微分方程,并基于龙格-库塔法推导出了考虑二阶效应影响的侧移迭代计算公式;采用该方法对交错桁架结构算例在考虑二阶效应和不考虑二阶效应2种情况下的楼层侧移进行了分析,并与有限元软件ANSYS的计算结果进行了对比.结果表明:提出的二阶效应计算方法具有较好的精度.     

欧拉稳定承载力约束下树状结构找形优化研究

找形是树状结构研究的关键问题之一,为此,首先提出了基于双单元数值模型的找形迭代程序,并利用已有研究结果对所提出方法进行了验证,计算结果表明利用该方法所得到的树状结构形态在给定荷载作用下只受到轴力。在此基础上,基于欧拉稳定压杆理论,对树状结构各分支的几何长度进行了优化,在保证各个构件只受到轴力的同时,确保整体结构的稳定承载力最大化。研究结果表明,所提的找形优化方法可以精确考虑平面及空间树状结构各个构件计算长度系数和截面特性对稳定性的影响,计算效率高,可为复杂树状结构的找形优化工作奠定理论基础。