弦支穹顶结构尺寸优化设计的研究

作     者：刘树堂 LIU Shu-tang

作者机构：广州大学土木工程学院广州510006 

出 版 物：《建筑钢结构进展》 (Progress in Steel Building Structures)

年 卷 期：2012年第14卷第6期

页      面：38-46页

学科分类：08[工学] 081402[工学-结构工程] 081304[工学-建筑技术科学] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 

主　　题：弦支穹顶结构 尺寸优化设计 预应力钢结构 环索预应力设计 深圳大运会篮球馆屋盖结构 

摘      要：以结构重量为目标函数,考虑构件稳定应力约束、强度应力约束、长细比约束和结构位移约束,对弦支穹顶结构进行了尺寸优化设计研究。为有效引入位移约束,采用位移关于构件截面积梯度分量权重来增加构件截面积。为提高设计变量的搜索效率,对钢管、钢索和钢拉杆规格库进行了优化排序处理,显著提高了优化搜索速度。采用优化设计方法,对深圳大运会篮球馆屋盖弦支穹顶结构进行了尺寸优化设计研究。研究结果表明,在构件稳定应力、强度应力、长细比和结构刚度(位移约束)等约束满足设计要求前提下,结构用钢量显著减少。优化设计方法搜索速度很快,应用简单,可用于大型弦支穹顶结构设计中。