大懸挑鋼管桁架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究.pdf

1、空間桁架結(jié)構(gòu)具有自重輕、造價(jià)低和施工簡單等特點(diǎn)。但是，目前慣用的設(shè)計(jì)方法是先假定桿件截面，再驗(yàn)算強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性等，要獲得較優(yōu)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)主要憑借設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)?？梢?，對空間桁架結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)研究，使結(jié)構(gòu)在滿足規(guī)范要求及特定條件下最大限度地節(jié)約材料、降低成本，具有重要意義。
　　 本文以南昌市東城經(jīng)濟(jì)發(fā)展中心廣場前雕塑-大懸挑鋼管桁架結(jié)構(gòu)為工程背景，將理論與優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算相結(jié)合，對結(jié)構(gòu)進(jìn)行多方面的有限元分析，以達(dá)到優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的。

2、
　　 (1)通過AutoCAD建立大懸挑桁架結(jié)構(gòu)的三維模型，利用Etabs有限元軟件進(jìn)行分析，并用MIDAS軟件進(jìn)行驗(yàn)算，設(shè)計(jì)分析過程中考慮各種工況下的荷載組合，然后進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算，得到大懸挑桁架結(jié)構(gòu)截面的初步尺寸，通過比較桿件內(nèi)力，減小截面尺寸的方法對桁架截面進(jìn)行簡單優(yōu)化。
　　 (2)介紹大型有限元軟件ANSYS中的優(yōu)化設(shè)計(jì)原理和優(yōu)化設(shè)計(jì)過程。
　　 (3)將結(jié)構(gòu)優(yōu)化理論和ANSYS相結(jié)合，利用ANSYS軟件

3、當(dāng)中的優(yōu)化設(shè)計(jì)模塊，以實(shí)際的大懸挑鋼管桁架結(jié)構(gòu)為算例，提出兩種結(jié)構(gòu)布置方案并進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以此來研究優(yōu)化設(shè)計(jì)理論在大懸挑鋼管桁架結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析當(dāng)中的應(yīng)用。優(yōu)化過程中，以滿足強(qiáng)度、穩(wěn)定性、剛度為約束條件，以鋼管的外半徑以及鋼管壁厚為設(shè)計(jì)變量，整個(gè)桁架結(jié)構(gòu)的全部用鋼體積為目標(biāo)函數(shù)。通過ANSYS軟件中的優(yōu)化算法得到桁架結(jié)構(gòu)的最優(yōu)設(shè)計(jì)。最后將優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果與傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)果以及初步優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行對比驗(yàn)證優(yōu)化成果。
　　 (4)分別以方案一