大懸挑鋼管桁架結構優(yōu)化設計研究.pdf

1、空間桁架結構具有自重輕、造價低和施工簡單等特點。但是，目前慣用的設計方法是先假定桿件截面，再驗算強度、剛度、穩(wěn)定性等，要獲得較優(yōu)的經(jīng)濟指標主要憑借設計者的經(jīng)驗?？梢?，對空間桁架結構進行優(yōu)化設計研究，使結構在滿足規(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)濟發(fā)展中心廣場前雕塑-大懸挑鋼管桁架結構為工程背景，將理論與優(yōu)化設計計算相結合，對結構進行多方面的有限元分析，以達到優(yōu)化設計的目的。

2、
　　 (1)通過AutoCAD建立大懸挑桁架結構的三維模型，利用Etabs有限元軟件進行分析，并用MIDAS軟件進行驗算，設計分析過程中考慮各種工況下的荷載組合，然后進行結構計算，得到大懸挑桁架結構截面的初步尺寸，通過比較桿件內力，減小截面尺寸的方法對桁架截面進行簡單優(yōu)化。
　　 (2)介紹大型有限元軟件ANSYS中的優(yōu)化設計原理和優(yōu)化設計過程。
　　 (3)將結構優(yōu)化理論和ANSYS相結合，利用ANSYS軟件

3、當中的優(yōu)化設計模塊，以實際的大懸挑鋼管桁架結構為算例，提出兩種結構布置方案并進行優(yōu)化設計，以此來研究優(yōu)化設計理論在大懸挑鋼管桁架結構優(yōu)化分析當中的應用。優(yōu)化過程中，以滿足強度、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計變量，整個桁架結構的全部用鋼體積為目標函數(shù)。通過ANSYS軟件中的優(yōu)化算法得到桁架結構的最優(yōu)設計。最后將優(yōu)化設計結果與傳統(tǒng)的結構設計結果以及初步優(yōu)化結果進行對比驗證優(yōu)化成果。
　　 (4)分別以方案一