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基于应力比法的双层网壳结构抗风优化 被引量：4
1
作者 黄友钦 岳启哲 +1 位作者 傅继阳 林俊宏 《结构工程师》 北大核心 2013年第4期112-117,共6页
目前对风敏感结构的抗风优化研究主要集中于高层建筑,而对大跨屋盖结构的抗风优化研究较少。以一实际大跨双层柱面网壳为研究对象,基于Gust Loading Factor(GLF)法构造等效静力风荷载,建立空间桁架结构的应力比法抗风优化设计框架和计... 目前对风敏感结构的抗风优化研究主要集中于高层建筑,而对大跨屋盖结构的抗风优化研究较少。以一实际大跨双层柱面网壳为研究对象,基于Gust Loading Factor(GLF)法构造等效静力风荷载,建立空间桁架结构的应力比法抗风优化设计框架和计算程序。编制计算程序进行数值分析表明,通过优化可使结构总重最多降低约84%,且设定杆件截面积下限后所有杆件应力小于容许应力,因此本文方法用于空间桁架结构的抗风优化中简单有效,容易推广至实际工程设计中。 展开更多
关键词 双层网壳 抗风优化 应力比法 GLF法 截面积下限
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多重约束下空间桁架结构抗风优化 被引量：2
2
作者 黄友钦 林俊宏 +1 位作者 傅继阳 吴玖荣 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2013年第8期824-835,共12页
目前复杂结构的抗风优化研究大多集中于高层建筑,很少针对风敏感的大跨屋盖结构.考虑强度、刚度和几何尺寸等多重约束,基于虚功原理和Lagrange乘子将抗风优化转化为无约束问题,编制数值程序整合有限元计算和优化分析两部分,然后对杆件数... 目前复杂结构的抗风优化研究大多集中于高层建筑,很少针对风敏感的大跨屋盖结构.考虑强度、刚度和几何尺寸等多重约束,基于虚功原理和Lagrange乘子将抗风优化转化为无约束问题,编制数值程序整合有限元计算和优化分析两部分,然后对杆件数为10 080的实际双层柱面网壳进行优化设计,讨论了设计变量可行域、初始值和调整步选择等对优化结果的影响.研究表明,采用本文方法可实现对空间桁架结构进行多重约束下的高效抗风优化设计,网壳总重降低约37%,风致响应分布不均使得有必要设定可行域下限,而设计变量初值和调整步选择不影响最后的优化结果. 展开更多
关键词 空间桁架结构 抗风优化 多重约束 准则法 调整步
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基于复形法的大跨屋盖结构抗风优化 被引量：1
3
作者 黄友钦 卢汉文 +1 位作者 张志华 傅继阳 《广州大学学报（自然科学版）》 CAS 2013年第4期56-59,共4页
文章以广州国际会展中心E区张弦梁屋盖为研究对象,根据测压风洞试验确定最不利风荷载时程作为主要环境荷载,建立动力优化数学模型,以钢管厚度为设计变量,以构件内力和变形作为约束条件,以结构总体积为目标函数,采用复形法进行抗风优化,... 文章以广州国际会展中心E区张弦梁屋盖为研究对象,根据测压风洞试验确定最不利风荷载时程作为主要环境荷载,建立动力优化数学模型,以钢管厚度为设计变量,以构件内力和变形作为约束条件,以结构总体积为目标函数,采用复形法进行抗风优化,得到E区屋盖的抗风设计最优方案.研究表明:抗风优化大大减小了结构总体积,节约了用钢量,并使杆件受力得到较好协调,有效利用了材料性能.结构最大竖向挠度明显降低,因此提高了结构安全性. 展开更多
关键词 大跨屋盖结构 复形法 抗风优化 风洞试验 数学模型
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高层建筑抗风优化设计和风振控制相关问题研究 被引量：12
4
作者 傅继阳 吴玖荣 徐安 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2022年第5期13-33,43,共22页
高层建筑由于自振周期长、阻尼小,其高柔的特征使其对风荷载特别敏感,风荷载是沿海地区超高层建筑的主要水平控制荷载,因此在强/台风作用下,其抗风设计须在满足规范安全要求的前提下,同时又要经济实用和结构性能高效,为此,开展高层建筑... 高层建筑由于自振周期长、阻尼小,其高柔的特征使其对风荷载特别敏感,风荷载是沿海地区超高层建筑的主要水平控制荷载,因此在强/台风作用下,其抗风设计须在满足规范安全要求的前提下,同时又要经济实用和结构性能高效,为此,开展高层建筑抗风优化和风振控制方面的研究具有十分重要的现实意义。该文在对高层建筑抗风优化设计和风振控制研究现状做简要介绍的基础上,首先根据风荷载的特点,着重研究了考虑风速风向联合概率分布和基于可靠度及性能化的高层建筑抗风设计方法,采用最优准则法,以结构的总重或总造价为目标函数,以顶部位移、层间侧移以及顶部风致加速度为约束条件,对高层建筑结构杆件截面抗风优化设计的相关问题进行了研究。同时为提高基因遗传智能优化算法的收敛速度和获得最可能优化解,该文提出了传统基因遗传的改进算法(如基于改进罚函数及分级遗传算法)用于结构抗风优化设计。在结构拓扑抗风优化方面,则主要引入分层优化的概念,对变密度法和改进动态进化率的双向渐进拓扑优化方法,应用于抗风结构的拓扑构型优化算法进行了相关研究。通过实例分析验证了上述结构抗风优化算法的高效和正确性。在风振控制方面,该文结合摩擦摆系统和调谐质量阻尼器各自的优点,提出了摩擦摆调谐质量阻尼器(FPS-TMD)被动控制系统,对其力学和动力特性,以及高层建筑顶部带FPS-TMD系统的风振控制理论,进行了相关研究。以结构控制第三代Benchmark模型为实例,研究顶部带FPS-TMD系统的高层建筑风振控制效果,同时结合该文开发的基于小型电振动台的实时混合实验测试平台,采用风振控制实时混合实验结果与理论模拟计算结果的对比,验证了该文提出的FPS-TMD被动控制系统,应用于高层建筑风振控制的有效性。 展开更多
关键词 高层建筑 风效应 抗风优化设计 风振控制 摩擦摆-调频质量阻尼器 实时混合实验
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基于量子粒子群算法的门式刚架结构抗风优化 被引量：6
5
作者 傅继阳 钟亮 +2 位作者 黄友钦 王艳萍 徐安 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第5期845-850,共6页
为弥补目前结构抗风优化仅针对高层建筑的不足,采用量子粒子群算法对一大跨屋盖结构进行了抗风优化.基于风洞试验数据库获得等效静力风荷载,并根据型钢表组成离散变量搜索空间.通过约束违反协调系数,构造了一种新的适应值模型,进一步建... 为弥补目前结构抗风优化仅针对高层建筑的不足,采用量子粒子群算法对一大跨屋盖结构进行了抗风优化.基于风洞试验数据库获得等效静力风荷载,并根据型钢表组成离散变量搜索空间.通过约束违反协调系数,构造了一种新的适应值模型,进一步建立了粒子越界处理方法,以保证优化的可行性和收敛性.通过10次运行计算以确定门式刚架的最优设计,并在全风向角下对优化结果进行校核.研究结果表明,目标函数随迭代单调递减收敛,总质量标准差仅为其平均值的4%,平均迭代24次,说明量子粒子群算法用于门式刚架抗风优化具有较好的健壮性和计算效率. 展开更多
关键词 量子粒子群算法 门式刚架 抗风优化 约束违反协调系数 越界处理
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低矮带檐口曲面四坡建筑屋面风压数值模拟和抗风优化 被引量：5
6
作者 李俊龙 周岱 +2 位作者 陈怡然 季清 马骏 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期856-861,共6页
采用Fluent软件与RNG(Re-normalization group)k-ε湍流模型,数值模拟我国东南沿海地区常见的一类带檐口低矮曲面四坡屋面的风压.重点分析了屋面坡角、风向角、檐口类型等参数对四坡屋面平均风压及周围风场的影响.研究表明,上述参数与... 采用Fluent软件与RNG(Re-normalization group)k-ε湍流模型,数值模拟我国东南沿海地区常见的一类带檐口低矮曲面四坡屋面的风压.重点分析了屋面坡角、风向角、檐口类型等参数对四坡屋面平均风压及周围风场的影响.研究表明,上述参数与屋面风压都密切相关.随屋面坡角增大,迎风屋檐处峰值风吸力减小,背风面风吸力增大;配置檐口可显著改变屋面子块区域的平均风压系数,从而使屋面抗风性能得到优化. 展开更多
关键词 低矮房屋 曲坡屋面 数值模拟 风压 抗风优化
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带檐口曲面双坡屋面风压数值模拟 被引量：3
7
作者 孙颖昊 周岱 陈怡然 《空间结构》 CSCD 北大核心 2013年第1期41-49,共9页
基于Fluent软件平台,选用基于Reynolds平均法的RNGk-ε湍流模型,对低矮带檐口的曲面双坡屋面房屋周围风场和表面风压开展数值模拟,研究了屋面坡度、房屋高度、跨度、长度和房屋檐口类型等各种参数对曲面双坡屋面风压系数的影响.研究表明... 基于Fluent软件平台,选用基于Reynolds平均法的RNGk-ε湍流模型,对低矮带檐口的曲面双坡屋面房屋周围风场和表面风压开展数值模拟,研究了屋面坡度、房屋高度、跨度、长度和房屋檐口类型等各种参数对曲面双坡屋面风压系数的影响.研究表明,曲面双坡屋面风压受房屋几何尺寸影响不明显,而受屋面坡度、房屋檐口类型影响明显,且与来风风向角密切相关.屋面风压随房屋高跨比的增大而增大;随屋面坡度增大,迎风面风压绝对值减小,而背风面则增大.竖向和水平檐口显著影响曲坡屋面的风压大小和分布. 展开更多
关键词 低矮房屋曲坡屋面 数值模拟 风压 抗风优化
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工业厂房风场数值模拟和抗风优化 被引量：2
8
作者 马骏 《水利与建筑工程学报》 2015年第1期187-192,共6页
工业厂房跨度大、自重轻、刚度小决定了其抗风性能较差。在台风频发的东南沿海,风致破坏成为轻钢结构损伤破坏的最主要因素。基于计算流体动力学方法(CFD),利用FLUENT软件对工业厂房的风场绕流特性和表面风压分布进行数值模拟,获得不同... 工业厂房跨度大、自重轻、刚度小决定了其抗风性能较差。在台风频发的东南沿海,风致破坏成为轻钢结构损伤破坏的最主要因素。基于计算流体动力学方法(CFD),利用FLUENT软件对工业厂房的风场绕流特性和表面风压分布进行数值模拟,获得不同风向角下结构风压分布,又分析了厂房弧顶矢跨比以及高宽比对风载体型系数分布和结构风致整体合力的影响。结果表明,结构参数的选择既要考虑实际使用,又要防止因结构参数和风向角的变化引起风载合力的增大。根据数值模拟结果给出工业厂房抗风优化建议,为该类常用结构抗风设计提供参考。 展开更多
关键词 工业厂房 计算流体动力学方法 风载体型系数 抗风优化
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架空碟形空间结构风场数值模拟和抗风优化 被引量：2
9
作者 洪荣华 汪汛 +2 位作者 周岱 李芳菲 陈怡然 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期22-29,共8页
基于计算流体动力学方法,利用FLUENT软件对架空碟形空间结构的风场绕流特性和表面风压分布进行数值模拟,获得不同风向角下结构风压分布,分析了支撑柱高度、上碟面和下碟面矢跨比对风载体型系数分布和结构风致整体合力的影响.结果表明,... 基于计算流体动力学方法,利用FLUENT软件对架空碟形空间结构的风场绕流特性和表面风压分布进行数值模拟,获得不同风向角下结构风压分布,分析了支撑柱高度、上碟面和下碟面矢跨比对风载体型系数分布和结构风致整体合力的影响.结果表明,支撑柱高度的选择既要有利于空气泄流,又要防止因高度过高引起风致整体合力的增大.研究发现,随着上下碟面矢跨比增加,迎风面正风压显著增大,背风面涡旋作用更加明显,结构风致整体合力呈增大趋势,碟面扁平化可明显改善结构抗风特性.给出的架空碟形空间结构抗风优化建议,可为该类结构抗风设计提供参考. 展开更多
关键词 碟形空间结构 风载体型系数 结构形体 抗风优化
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