考虑约束条件的索杆张力结构找形研究
本文选题:索杆体系 + 张力结构 ; 参考:《土木工程学报》2014年05期
【摘要】:文中首先阐述常用力密度法的优缺点,在此基础上从能量的角度出发,建立基于梯度优化的索杆体系找形方法。利用拉格朗日乘子法将约束条件添加到目标函数中,并应用梯度法进行优化,从而得到考虑约束条件索杆张力结构的形状。在给定初始条件下,该方法可以找到同时满足能量最小和一定形态要求的索杆张力体系。并利用MATLAB编制相应程序,算例分析结果表明本文给出的索杆体系找形的方法适合于绝大多数索杆体系,无论是简单的平面张力结构、索穹顶结构,还是复杂的索桁体系。该方法的优点之一是可以在目标函数中直接引入边界约束条件,从而可以较方便地求解考虑约束条件的索杆张力体系的几何形状。
[Abstract]:In this paper, the advantages and disadvantages of the commonly used force density method are first expounded. Based on this, a method of shape finding for cable-bar system based on gradient optimization is established from the point of view of energy. The Lagrange multiplier method is used to add the constraint condition to the objective function and the gradient method is applied to optimize the shape of cable tension structure considering the constraint condition. Under the given initial conditions, the method can find the cable tension system which satisfies the minimum energy and a certain shape simultaneously. The corresponding program is compiled by using MATLAB. The result of example analysis shows that the method of form-finding is suitable for most cable-bar systems, whether it is simple plane tension structure, cable dome structure or complex cable-truss system. One of the advantages of this method is that the boundary constraints can be directly introduced into the objective function, thus the geometric shape of cable tension system with constraints can be solved conveniently.
【作者单位】: 东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室;东南大学国家预应力工程技术研究中心;
【基金】:国家自然科学基金(51278116,51308106) 江苏省自然科学基金(BK20130614) 教育部高等学校博士学科点专项科研基金(20130092120018)
【分类号】:TU399
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,本文编号:1797422
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