利索能及
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专利号: 202210817795X
申请人: 广州大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-17
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种格构式结构混合优化设计方法,其特征在于,包括以下步骤:

S1、拓扑优化

把优化空间的材料离散成有限个单元,以结构件外形或者孔洞形状为优化对象,来进行拓扑优化,通过连续体拓扑优化得到结构的基本构型,保留下来的单元即构成最终的拓扑方案,从而实现拓扑优化;

S2、骨架和节点提取

根据前一步拓扑优化的结果来提取结构骨架和节点信息,骨架是连续体拓扑优化所得到的实体单元进行缩聚所得到的构件几何特征,而节点是构件之间的连接点;构件之间的节点连接方式有铰结和固结两种;

S3、杆件识别

在S2识别得到节点的基础上,判断哪些节点之间有直杆相连,如果判断某两个节点之间存在直杆相连,则认为这两个节点之间存在构件相连,否则认为这两个节点没有构件相连;对步骤S2所有的节点任选2个节点进行遍历判断,即可识别出所有的杆件;

S4、构件尺寸优化

对直杆所组成的格构式结构进行构件截面尺寸优化,以结构的各个构件的截面尺寸为设计变量,以结构所用材料总重量最轻为目标函数,以结构设计所要求的位移限值为约束条件,进行尺寸优化设计。

2.根据权利要求1所述的格构式结构混合优化设计方法,其特征在于,所述在步骤S2中,采取相同长度的竖向杆件和横向杆件,并交错放置在相应的空间内部。

3.根据权利要求1所述的格构式结构混合优化设计方法,其特征在于,所述在步骤S2中,骨架和节点的连接方式分为:排架,由固结于基础的柱子同横向屋架梁铰结而成的门架,双铰门架,两根柱子上部同梁固结成整体,下部同基础铰结的门架。

4.根据权利要求1所述的格构式结构混合优化设计方法,其特征在于,所述在步骤S3中,还包括建筑节点详图,所述建筑节点详图就是把房屋构造的局部细节用较大比例绘制出来,以此来表达出构造做法、尺寸、构配件相互关系和建筑材料。

5.根据权利要求1所述的格构式结构混合优化设计方法,其特征在于,所述在步骤S3中,将杆系结构的节点坐标和杆件连接信息记录下来,按照步骤S4进一步进行构件尺寸优化。