網格及弦支網格結構的魯棒性理論與試驗研究.pdf

1、網格結構與弦支網格結構是空間結構的主要形式，常被作為城市的標志性建筑。由于目前設計中較少考慮不確定性干擾的影響，尚需通過提高魯棒性來抵抗不相稱破壞?，F有研究中，沒有明確區(qū)分工作狀態(tài)下和極限狀態(tài)下的結構魯棒性，缺乏相應的定量評價方式和有效的魯棒設計方法，且弦支體系的布索方式多在經驗布置的基礎上進行微調，不具有普適性。有必要對網格結構、弦支網格結構進行魯棒性研究，從拓撲優(yōu)化層次改善結構的性能，同時還通過合理的布索理論，使得傳力路徑更為直接。

2、
　　本文從結構的魯棒性定量評價指標、多工況下網格結構的魯棒設計、弦支網格結構的魯棒設計、弦支網格結構的布索理論、結構模型試驗等方面開展研究:
　　對線性和非線性結構體系，基于系統(tǒng)傳遞函數的H2范數、H∞范數，定義結構魯棒性能、魯棒穩(wěn)定性的定量評價指標IR1、IR2，衡量在結構在工作狀態(tài)、極限狀態(tài)下的魯棒性。對大爆炸算法進行改進，加速算法收斂速度。
　　提出基于H2/H∞理論的結構魯棒性評價方法，對比分析評價指標的性質

3、、物理意義。通過算例，闡述結構魯棒性能、魯棒穩(wěn)定性與應變能、結構屈曲之間的關系，分析承載力（構件截面、約束條件、剛度分布）、意外損傷、關鍵構件等因素對魯棒性能與魯棒穩(wěn)定性的影響。
　　以結構魯棒性能為優(yōu)化目標、魯棒穩(wěn)定性為約束條件，通過考慮多種荷載工況下的連續(xù)體拓撲優(yōu)化，搜索魯棒性能最佳的結構剛度分布形式，為主要桿件的布置提供參考，實現多工況下網格結構的魯棒設計，并通過算例加以驗證。
　　通過初應變的施加引入初始預應力，提出

4、魯棒構型與初始預應力的聯合優(yōu)化方法，實現對弦支網格結構的魯棒設計。探討荷載分布、初始預應力、豎桿等因素對結構魯棒構型的影響，并通過算例驗證弦支結構魯棒構型的合理性。
　　基于魯棒設計給出弦支結構上部網殼的魯棒構型，通過Hough變換提取布索位置曲線，并優(yōu)化索端點位置，通過結構的布索理論優(yōu)化出合理的布索方案。以弦支雙曲網殼結構、弦支心形曲面網格結構為例，進行布索方案設計，為實際工程中的結構布索提供有效途徑。通過對弦支柱面網殼、弦支球