發(fā)布時(shí)間：2025-05-06 23:20

　　數(shù)字化建筑背景下計(jì)算機(jī)技術(shù)正重塑建筑行業(yè)及與之相關(guān)的結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域。參數(shù)化設(shè)計(jì)是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物,它的出現(xiàn)不僅改變了建筑師的設(shè)計(jì)方式,也在改變結(jié)構(gòu)工程師與建筑師協(xié)同工作的方式。作為與建筑形體緊密相關(guān)的結(jié)構(gòu)形式,大跨空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)是研究結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與建筑設(shè)計(jì)在參數(shù)化設(shè)計(jì)平臺(tái)上協(xié)同設(shè)計(jì)的理想對(duì)象。為了研究大跨空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)踐中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與建筑設(shè)計(jì)的相互作用,本文以超橢球大跨空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象采用分層設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方法,做了以下工作:(1)利用C#計(jì)算機(jī)語言編程實(shí)現(xiàn)了跨平臺(tái)的結(jié)構(gòu)參數(shù)化設(shè)計(jì)。在總結(jié)現(xiàn)有分析現(xiàn)有建筑參數(shù)化設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相結(jié)合的工作的基礎(chǔ)上,確立了采用跨平臺(tái)法,緊接著基于Grasshopper用戶開發(fā)功能通過SAP2000API連接了主流參數(shù)化平臺(tái)Grasshopper和商業(yè)有限元分析軟件SAP2000。(2)研究了超橢球大跨空間網(wǎng)殼的形體優(yōu)化設(shè)計(jì)。在Grasshopper上建立超橢球網(wǎng)殼形體的建模邏輯,并將其封裝成插件電池,接著結(jié)合建筑找形的優(yōu)化策略法構(gòu)建了超橢球大跨空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的形狀優(yōu)化模型,并探討了基于結(jié)構(gòu)性能調(diào)整建筑形體控制參數(shù)的方法,然后考慮超橢球大跨空間網(wǎng)殼...

【文章頁數(shù)】：132 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
符號(hào)變量表
1 緒論
    1.1 研究背景、目的和意義
    1.2 研究現(xiàn)狀
        1.2.1 大跨空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)
        1.2.2 建筑參數(shù)化設(shè)計(jì)
        1.2.3 大跨空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)優(yōu)化
        1.2.4 結(jié)構(gòu)參數(shù)化設(shè)計(jì)
    1.3 存在的問題和對(duì)策
        1.3.1 問題解析
        1.3.2 研究方法
        1.3.3 研究工具
        1.3.4 研究對(duì)象簡介
    1.4 論文內(nèi)容和章節(jié)安排
2 超橢球網(wǎng)殼的形狀優(yōu)化設(shè)計(jì)
    2.1 引言
    2.2 超橢球面形體建模
        2.2.1 建模方法
        2.2.2 建模邏輯
    2.3 形狀優(yōu)化設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)
        2.3.1 基本框架
        2.3.2 數(shù)學(xué)優(yōu)化模型
        2.3.3 數(shù)值計(jì)算條件
        2.3.4 多目標(biāo)遺傳算法的選擇
    2.4 形狀優(yōu)化設(shè)計(jì)的算法
        2.4.1 基于結(jié)構(gòu)性能調(diào)整建筑形體的探討
        2.4.2 NSGA-II算法的改進(jìn)
    2.5 形狀優(yōu)化設(shè)計(jì)的結(jié)果分析
        2.5.1 針對(duì)網(wǎng)殼高度和z-向半徑的形狀優(yōu)化設(shè)計(jì)
        2.5.2 針對(duì)形狀指數(shù)的形狀優(yōu)化設(shè)計(jì)
        2.5.3 針對(duì)四個(gè)控制參數(shù)的形狀優(yōu)化設(shè)計(jì)
        2.5.4 結(jié)構(gòu)性能及評(píng)價(jià)
    2.6 本章小節(jié)
3 超橢球大跨空間網(wǎng)殼的拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)
    3.1 引言
    3.2 參數(shù)化網(wǎng)殼拓?fù)浞桨竷?yōu)化
        3.2.1 參數(shù)化拓?fù)鋬?yōu)化
        3.2.2 網(wǎng)格拓?fù)浞桨?br>    3.3 拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)的優(yōu)化設(shè)置
        3.3.1 數(shù)學(xué)優(yōu)化模型
        3.3.2 數(shù)值計(jì)算條件
        3.3.3 目標(biāo)函數(shù)和約束條件
    3.4 基于多種群多目標(biāo)遺傳算法的網(wǎng)殼拓?fù)溴噙x
        3.4.1 多種群多目標(biāo)遺傳算法
        3.4.2 計(jì)算結(jié)果分析
    3.5 針對(duì)結(jié)構(gòu)效率與結(jié)構(gòu)體積的多目標(biāo)網(wǎng)殼拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)
        3.5.1 肋環(huán)形橢球面雙層網(wǎng)殼的拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)
        3.5.2 肋環(huán)形曲四棱錐面雙層網(wǎng)殼的拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)
    3.6 本章小結(jié)
4 超橢球大跨空間網(wǎng)殼的截面優(yōu)化設(shè)計(jì)
    4.1 引言
    4.2 大跨空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件分組
        4.2.1 大跨空間網(wǎng)殼的構(gòu)件分組方法
        4.2.2 截面庫構(gòu)建
        4.2.3 構(gòu)件分組流程
        4.2.4 構(gòu)件分組示例
    4.3 大跨空間網(wǎng)殼截面優(yōu)化設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)
        4.3.1 基本框架
        4.3.2 數(shù)學(xué)優(yōu)化模型與數(shù)值計(jì)算條件
        4.3.3 約束條件與約束處理
    4.4 基于標(biāo)準(zhǔn)遺傳算法的多工況截面優(yōu)化設(shè)計(jì)
        4.4.1 遺傳算子的選擇
        4.4.2 設(shè)計(jì)案例
    4.5 大跨空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)截面優(yōu)化設(shè)計(jì)的加速策略
        4.5.1 截面調(diào)整與變異算子的改進(jìn)
        4.5.2 個(gè)體記錄與基因庫
        4.5.3 結(jié)果分析
    4.6 本章小節(jié)
5 與工程實(shí)例的對(duì)比分析
    5.1 形狀對(duì)比
        5.1.1 參考方案的形狀與優(yōu)化結(jié)果的形狀
        5.1.2 差異分析
    5.2 網(wǎng)格拓?fù)鋵?duì)比
        5.2.1 參考方案的網(wǎng)格拓?fù)?br>        5.2.2 優(yōu)化結(jié)構(gòu)的網(wǎng)格拓?fù)?br>        5.2.3 差異分析
    5.3 截面對(duì)比
        5.3.1 參考方案的截面
        5.3.2 優(yōu)化結(jié)果的截面
        5.3.3 差異分析
    5.4 本章小節(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
附錄A 超橢球網(wǎng)殼形體參數(shù)化電池核心代碼
附錄B 改進(jìn)的NSGAII算法中約束處理核心代碼
附錄C 某大跨空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)網(wǎng)格拓?fù)鋮��?shù)化電池核心代碼
附錄D 重新公式化后參數(shù)化拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)流程核心代碼
附錄E 截面分組核心代碼
附錄F 非自制圖片來源
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝



本文編號(hào)：4043243