桁架結構廣泛運用于大跨度建筑結構中，如體育場、體育館、會議中心、超高層連廊等。研究桁架的最優(yōu)受力形態(tài)對工程有較大的意義。本文采用Optistrcut軟件對桁架進行拓撲優(yōu)化分析。
大跨度建筑結構中的桁架結構
研究內容
•支座約束形式對桁架拓撲形式的影響
•荷載形式對桁架拓撲形式的影響
•跨高比對桁架拓撲形式形式的影響
研究模型
本桁架跨度30米，桁架跨高比分別為1/5，1/10；約束條件分別為上部約束，下部約束，上下約束；荷載分別為均布荷載，跨中集中荷載，1/3跨集中荷載。
跨高比 1/10
模型一
桁架參數：跨度30米，高度3米，上部約束，均布荷載。
桁架簡圖
優(yōu)化結果
模型二
桁架參數：跨度30米，高度3米，下部約束，均布荷載。
桁架簡圖
優(yōu)化結果
模型三
桁架參數：跨度30米，高度3米，上下部約束，均布荷載。
桁架簡圖
優(yōu)化結果
模型四
桁架參數：跨度30米，高度3米，上部約束，跨中集中荷載。
桁架簡圖
優(yōu)化結果
模型五
桁架參數：跨度30米，高度3米，下部約束，跨中集中荷載。
桁架簡圖
優(yōu)化結果
模型六
桁架參數：跨度30米，高度3米，上下部約束，跨中集中荷載。
桁架簡圖
優(yōu)化結果
模型七
桁架參數：跨度30米，高度3米，上部約束，1/3跨集中荷載。
桁架簡圖
優(yōu)化結果
模型八
桁架參數：跨度30米，高度3米，下部約束，1/3跨集中荷載。
桁架簡圖
優(yōu)化結果
模型九
桁架參數：跨度30米，高度3米，上下部約束，1/3跨集中荷載。
桁架簡圖
優(yōu)化結果
跨高比 1/5
模型一
桁架參數：跨度30米，高度6米，上部約束，均布荷載。
桁架簡圖
優(yōu)化結果
模型二
桁架參數：跨度30米，高度6米，下部約束，均布荷載。
桁架簡圖
優(yōu)化結果
模型三
桁架參數：跨度30米，高度6米，上下部約束，均布荷載。
桁架簡圖
優(yōu)化結果
模型四
桁架參數：跨度30米，高度6米，上部約束，跨中集中荷載。
桁架簡圖
優(yōu)化結果
模型五
桁架參數：跨度30米，高度6米，下部約束，跨中集中荷載。
桁架簡圖
優(yōu)化結果
模型六
桁架參數：跨度30米，高度6米，上下部約束，跨中集中荷載。
桁架簡圖
優(yōu)化結果
模型七
桁架參數：跨度30米，高度6米，上部約束，1/3跨集中荷載。
桁架簡圖
優(yōu)化結果
模型八
桁架參數：跨度30米，高度6米，下部約束，1/3跨集中荷載。
桁架簡圖
優(yōu)化結果
模型九
桁架參數：跨度30米，高度6米，上下部約束，1/3跨集中荷載。
桁架簡圖
優(yōu)化結果
結論
基于以上分析可以得到:
•支座形式、荷載形式、跨高比都很大程度影響桁架的最優(yōu)拓撲形狀，在具體項目實踐中應該根據實際條件分析最優(yōu)的拓撲形狀。
•拓撲優(yōu)化的形狀較我們平常設計的桁架形式有較大的區(qū)別，是否合理還需要進一步分析驗證。
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