单层球面网壳的优化设计.pdf

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单层球面网壳的优化设计徐菁,杨松森,刁延松1singlelayer,本文以网壳的总造价为目标函数,采用对网壳矢高、网格数、,整个过程分两步:,以网壳的矢高、网格数为主设计变量,而以杆件截面积、节点体积为次设计变量;在分部优化过程中,以杆件截面积、节点体积为主设计变量,而以网壳的矢高、,这样循环往复,直至得到在结构安全可靠条件下的总造价最低的网壳网格数、~优化设计理论的思想,编制成适合所有空间网格结构优化设计通用性的软件,虽仅对凯威特型单层网壳进行了优化设计,但其它各种类型的空间网格结构优化设计只需在前处理模块上加以相应的变化,,网壳杆件、节点和屋面板材的造[5]述,网壳节点数量大,节点用钢量占网壳杆件用钢量的~.此外,网壳屋面板材显然对优化结果有一定的影响,因此,,对钢结构而言,设置结构用钢量或总造价为目标函数,得到的优化结果基本一致,但全面考虑屋面板材的空间结构嗟豪砉ご笱聊竟こ萄г海蕉嗟摘要:提出了针对单层球面网壳结构的一种优化设计方法,它是一种以网壳的总造价为目标函数,取网壳的网格数、矢高、杆件截面面积和节点体积作为优化设计变量,、杆件截面面积和节点体积,同时使杆件面积规格化,:单层球面网壳;优化设计;直接搜索法;准则法中图分类号:A文章编号:—“駁銹已一,起口∫裞趏赯UiPiyQi29dDAbstractA.,language1arge.,1attice猻engineering簊猯sheUoptimum;methodcriterion收稿日期:一—.作者简介:徐菁,女,天津人,讲师,博士,主要从事大跨度空间钢结构、智能信息处理技术、混凝土无损检测技术等的研究266033C^iz)V0112No3Sep2006
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+o9l1ewcIDxi+c2IDx+cAs7㈦2N影响,,我们以此作为目标函数,并结合我国的实际情况,提出以下目标函数表达式:式中,N8思植牡牡ノ患鄹元/吨籆。为球节()C价格#痬;为杆件钢材的密度/籌为球节点钢材的密度/籜5趇根杆件截面面积;为第銮蚪诘闾寤慧涛5趇根杆(m)A7(m2)算法步骤满应力准则法在本文中的具体实施步骤:先根A而本文设计变量杆件截面积应满足:A0(A(o)A5AjA)A=(APAAA)AAo4其次,求杆件的应力比卢:AD杆件的毛截面抵抗矩;,形成一般迭代公式如下:’一’i收敛准则(1)n+1e(2)IAPAjll式中,以;抖”、弧狈直鹬傅谑图纱蔚蟮趇e优化设计方法的特点本文采用了先整体优化一后分部优化一再整体优化的循环往复过程,同时,不断交替主、次设计变量的方法,使得设计变量原有的耦联关系得以简化,同时考虑了它们之间的相互影响,使得整体与局部协调,保证整