ANSYS优化计算在网架结构设计中的应用

网架结构有良好的受力性能和变形性能,在建筑工程中得到广泛的应用。本文介绍了网架结构的特点,并用有限元软件ANSYS对9m×9m的网架进行优化计算,从结构安全、节省材料的角度为网架结构的设计提供了理论依据。     

APDL语言在网架结构优化设计中的应用

结合通用有限元软件ANSYS的有限元分析和APDL语言建立了网架结构的参数化模型,介绍了网架结构优化设计的基本过程,并以周边简支的正四角锥网架为例进行了结构优化分析,分析结果验证了ANSYS在网架结构优化中的可行性。     

西安某汇流池网架安全性检测与评定

以西安某汇流池投入使用8年的网架结构为例,从网架杆件尺寸、涂层厚度、支座连接、构件变形等方面,对网架结构进行了检测,并验算了网架结构杆件的承载力,最后根据检测结果鉴定了网架结构的可靠性。     

大跨屋面钢网架结构优化设计

钢网架结构作为屋面支承系统,在大跨度空间结构中得到了较为广泛的应用。文中以某田径馆的屋面网架为例,探讨了大跨屋面钢网架结构的优化设计。对不同网架类型、不同支座约束条件、不同网架高度等进行了对比计算,通过综合比较用钢量、挠度、构件规格等,进行了网架的结构优化设计,使之趋于合理,经济实用;最后简要叙述了屋面檩条、马道等的设计。     

网架结构的渐进式拓扑优化方法研究

渐进式结构优化通过逐步去除无效或低效的材料实现结构拓扑优化,是一种解决结构优化问题的数值方法。借助于该优化理论,文中提出一种网架结构拓扑优化的搜索方法并将其应用于结构设计。该方法首先结合拟建网架结构的外型尺寸创建初始模型,其次对初始模型划分有限元网格并进行渐进式优化拓扑分析,最后根据优化结果,结合常用的网架单元拓扑形式实现网架结构的杆件布置。分析结果表明,渐进式结构优化为网架拓扑分析提供了良好的解决方案,由优化结果得出的网架杆件受力更加均匀。相较于现有常用的网架结构形式,优化后的网架结构不仅用钢量有较大幅度下降,而且结构的鲁棒性以及极限承载力也表现突出。     

武汉游泳馆屋顶网架结构基于关键杆件的安全度自动评定

以武汉体育中心游泳馆屋顶网架结构为工程背景,研究设计了网架结构安全预警系统中的关键杆件工作状态实时安全度评定子系统。该系统采用基于结构体系可靠性理论的空间结构中各构件权系数的计算方法,得到了对结构可靠度影响较大的关键构件,并给出了工作状态安全度评定方法。通过实时监测关键杆件的应力,评判关键杆件应力预警等级,达到对该网架结构安全预警的目的。     

基于NSGA-Ⅱ的网架结构多目标抗震优化

针对网架结构抗震设计,提出一种基于多目标进化算法NSGA-Ⅱ的抗震优化设计方法。建立以网架用钢量最小化和结构最大竖直位移最小化为目标的多目标优化模型;结合有限元动力计算模型和显式动力分析方法对网架结构进行地震响应分析;考虑到优化模型带有约束条件以及设计变量的特点,提出基于NSGA-Ⅱ的改进算法NSGA-Ⅱ+,采用该算法来求解优化模型。为了验证算法改进效果,对经典的空间桁架结构进行了优化,并与其他算法的优化结果进行比较,结果表明改进算法具有良好的收敛性和稳定性。最后以ANSYS/LS-DYNA为结构动力分析工具,混合编程实现了一个斜放四角锥网架的多目标抗震优化设计。优化实例表明,该方法能得到优质解,具有实际工程意义。     

电力网网架结构优化设计的模拟退火算法

电力网的网架结构优化设计是组合最优化问题.笔者用图论方法把电力网线路模型化,并运用图论最优化理论研究线路优化设计问题.在电力网运行在树状结构的前提下,提出了多边形变换的新概念,首次将模拟退火方法应用于电力网线路优化设计中,同时提出网架优化的模拟退火算法,最终得到一个费用最小的电力网的网架结构.     

既成大型网架结构可靠性检测方法初探

即成结构的可靠性检测对于结构的后期使用有重要意义，本文以某生产车间大型钢网架为例，比较系统地介绍了正在使用的大型钢网架结构的可靠性检测方法。     

某厂房大跨网架结构可靠性鉴定

对某厂房大跨网架结构进行现场调查检测,发现该大跨网架结构的螺栓球、杆件、支座等构件均存在多处安全问题,依据实际检测数据构建了有限元分析模型进行了结构承载能力验算,对网架结构的可靠性进行了等级评定,对于国内网架结构检测工作提出了建议。     

某礼堂焊接球节点网架检测及可靠性鉴定

对某礼堂屋面体系的焊接球节点网架结构锈蚀损伤及结构变形现状进行了检测,并进行了网架结构杆件承载力验算,最后根据检测结果对网架结构可靠性进行了鉴定,提出了明确的鉴定结论,可供同类工程鉴定参考。     

网架结构设计方法的发展及其优化设计

通过介绍网架结构传统的设计方法,引出了网架结构优化设计方法及计算模型的选取,最后介绍了AN SY S中结构优化的功能及步骤,对网架设计有一定的指导作用。     

基于单元应变模态差的网架结构损伤诊断研究

对具有一定程度损伤的网架结构来说,常规的结构有限元分析或实验模态分析得到的位移模态和频率难以有效地反映结构的损伤状况。为了提高诊断效率与诊断结果的可靠性,根据空间杆系结构的受力特点,利用两节点空间铰接杆单元有限元法,由节点位移模态推导出单元应变模态,提出采用结构损伤前后的单元应变模态差作为网架结构损伤定位的识别指标,并以损伤单元应变模态的差值大小确定损伤程度。通过对一个典型网架结构的数值模拟研究表明:该方法能够在低阶模态条件下,有效识别网架结构不同位置和程度的局部损伤;且在一定噪声水平下具有较强的鲁棒性,适用于实际观测条件下的网架结构损伤定位。     

基于改进的遗传算法的网架结构截面尺寸优化设计

提出了采用改进的遗传算法进行网架结构截面尺寸优化设计的方法。通过建立优化问题的数学模型、凝聚约束、惩罚不可行个体、选择、交叉和变异,经过若干次迭代寻得网架结构优化设计的最优结果。最后举例说明改进的遗传算法用于网架优化的可行性。     

网架结构杆件置换装置的设计

空间网架及网壳结构具有的美观性、可靠性、安全性和经济性已被世人所公认.在广泛应用和迅猛发展的同时,网架结构事故也时有发生.通过对网架结构事故的原因分析,对损坏程度不同的网架,通常分别采取拆除重建、局部加固、节点加固、托件加固等不同措施来处理.结合现有文献资料,设计出一种针对网架结构杆件加固的置换装置,并对此进行了分析研究.     

粘弹性阻尼器在网架结构减震控制中的优化设置

将粘弹性阻尼器应用于空间网架结构,给出了网架结构体系的控制原理。分别从控制网架结构的节点位移、节点加速度和杆件轴力三个方面选定控制目标,编制了有限元分析程序。研究探讨了粘弹性阻尼器在网架结构减震控制中的优化设置,分析了阻尼器在网架结构中的布置位置、布置数量、阻尼器支撑倾斜角度等参数的影响,对在各种工况下的减震效果进行了对比分析。结果表明,在结构中合理布置阻尼器可显著提高阻尼器的减震控制率。最后,提出了在结构中设置粘弹性阻尼器的基本优化步骤,对粘弹性阻尼器在网架结构中的优化设置提出如下建议:(1)阻尼器宜布置在跨度等分点处;(2)阻尼器沿结构纵向布置优于沿横向布置,纵横向综合布置效果最佳;(3)阻尼器支撑倾斜角度宜取α=45°~60°;(4)阻尼器与网架下弦节点连接优于与网架上弦节点连接;(5)阻尼器的布置数量宜适中。本文成果可为粘弹性阻尼器在网架工程中的实际应用和设计提供借鉴。     

某在役空间网架结构检测鉴定与分析

随着社会经济的发展,越来越多的空间网架结构建筑物出现在我们的日常生活和生产中。但由于建筑物使用功能的变化及钢结构耐久性较差、易锈蚀等特点,钢结构空间网架建筑物在服役一段时间往往会出现锈蚀及节点松动等情况。本工程通过对某在役空间网架屋面案例进行分析,结合网架结构的特点,对网架结构的可靠性进行了详细的检测鉴定。对类似服役空间网架结构的维护及检测鉴定工作具有比较重要的借鉴意义。     

钢筋混凝土网架结构的优化设计

钢筋混凝土空腹网架是一种新型的平板型网架结构,本文对该结构的网格数及网架高度进行了优化,按等效原则,将空间网架转化为交叉梁系,采用柔度法求解节点的分配荷载,用有限元法计算杆件内力,以工程造价作为目标函数,以网格数及网架高度作为设计变量来建立结构的优化数学模型,并提出了可供工程设计参考的结论及建议。     

重庆江北机场T3A航站典型铸钢节点有限元分析

网架结构已经在建筑工程领域广泛应用,而传递网架结构内力的关键部位之一就是铸钢节点,满足网架节点的受力要求是保证网架结构安全的必要条件。重庆江北机场新建航站楼实体网架工程中的空间铸钢节点不仅空间造型各异,而且受力情况相对复杂,为此,对此网架节点进行力学性能分析。首先通过ANSYS有限元软件分析了节点区域在设计荷载作用下应力分布情况以及变形量,判断其能否满足实际工程设计要求;其次通过试验分级加载得到荷载-位移曲线和此时的应力及变形云图;然后进一步研究了节点破环时的一些特征;最后对此类异形铸钢节点使用及施工过程提出优化建议。     

网架结构可靠性鉴定分析

以某游泳馆网架为例，系统地介绍了已有钢网架可靠性鉴定分析的方法。对此类结构的检测鉴定分析有一定的实用意义。