基于ANSYS的二次开发在张弦立体桁架结构设计中的应用
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第13卷第2期2007年6月空 间 结 构SPA T I AL STRU CTU R ESV o l .13N o .2Jun .2007收稿日期:2006204210.基金项目:湖南省自然科学基金资助项目(06JJ 30040)Λ作者简介:邢海东(1976—),男,河南荥阳人,博士研究生,主要从事钢结构研究Λ基于An sys 二次开发的网架结构优化设计邢海东1,徐国彬2,郝际平1,张俊峰1(1.西安建筑科技大学,陕西西安710055;2.北京交通大学,北京100044)摘 要:通用有限元软件A nsys 具有强大的结构分析能力,但由于没有内嵌中国的设计规范,因此其分析结果一般不能直接作为设计结果来使用Λ本文将设计规范和常用的杆件类型通过A PDL 二次开发技术内嵌入A nsys 中,并在其中进行优化分析计算,实现了在A nsys 中一次性完成网架结构的分析与优化设计工作Λ关键词:网架结构;优化设计;二次开发;A nsys中图分类号:TU 356 文献标识码:A 文章编号:100626578(2007)022*******Opti m u m design of gr id structures basi ngon re -develop m en t of An sysX I N G H ai 2dong 1,XU Guo 2b in 2,HAO J i 2p ing 1,ZHAN G Jun 2feng1(1.X i ’an U niversity of A rch itectu re and T echnology ,X i ’an 710055,Ch ina ;2.B eij ing J iaotong U niversity ,B eij ing 100044,Ch ina )Abstract :W idely u sed softw are A n sys has a pow erfu l structu ral analysis ab ility .B u t it does no t include Ch inese design standard of structu res ,so the resu lt of analysis can no t be directly app lied fo r design .T he structu ral standard and the u sual types of m em ber are in tegrated in to A n sys w ith re 2developm en t m ethod by A PDL ,and op ti m izati on of the grid structu re can be carried ou t w ith directly u sed ou tcom e .Key words :grid structu re ;op ti m um design ;re 2developm en t ;A n sys 通用有限元软件A n sys 以其强大的分析功能、友好的人机交互界面和可开发性,在国内外工程建设和科学研究中得到了广泛的应用Λ尽管A n sys 的分析功能很强大,但由于没有内置我国的建筑结构设计规范和常用的构件规格,得出的分析结果一般不能直接有效的用于结构设计,更不能根据规范进行优化设计Λ常规的作法是由计算结果选取适当的构件,然后再到A n sys 中进行核算,一般需要进行多次的反复过程才能得到令人满意的结果,造成了时间和资源的浪费,因此迫切需要对其进行二次开发解决这个问题Λ网架结构是空间结构的主要结构形式,网架结构有结构受力明确、杆件形式统一的优点,非常适用于结构优化设计Λ本文通过A n sys 的二次开发语言A PDL 定义了符合结构设计规范的优化设计程序,并内置了常用的杆件单元库,使之得出的计算结果可以直接作为设计结果使用Λ1 A PDL 语言简介和使用A PDL 指的是A n sys 参数化设计语言(A n sys Param etric D esign L anguage ),它是一种解释性语言,用来自动完成某些功能或建模的一种脚本语言ΛA PDL 语言是A n sys 高级应用的基础,它提供一般程序语言的功能,如参数、宏、标量、向量及矩阵运算、分支、循环、重复以及访问A n sys 有限元数据库等Λ借助这些特性,用户可以创建控制方案,使A n sys 在特定的应用范围内发挥最大效率Λ使用A PDL 语言最简便的方法是和宏技术结合应用Λ宏是包含一系列A n sys 命令并且后缀为M A C 或m ac 的命令文件Λ宏文件在A n sys 中可以当作自定义的A n sys 命令进行使用Λ本文即是在宏文件中使用A PDL 语言形成优化设计程序,可以直接作为A n sys 命令使用,因此简单易行Λ2 基于A PDL 的网架优化设计2.1 优化基本原理优化采用满应力优化方法Λ满应力优化是优化准则法的一种主要方法,满应力法认为各个杆件应力达到满应力时,结构重量W 最轻[2]Ζ本文采用了满应力优化的一种变形形式:设计目标为各杆件在截面积逐渐增大的过程中使应力和长细比达到规范要求,其本质也是使结构在符合规范的情况下重量W 最轻Ζ本文没有采用一般优化程序所采用的杆件应力超过某一设定的值增大截面面积,低于某一设定的值减小截面面积的做法[3],而是采用截面面积单向递增的方法,这样有效解决了在不同荷载工况作用下杆件截面循环增大和减小的问题Λ2.2 优化设计流程基本流程是先赋予杆件规范规定的最小截面面积,然后循环各个荷载工况组合,根据拉杆或压杆选取符合长细比规定的截面积最小的杆件,再循环各个荷载组合,在达到应力规范要求时停止优化,验证并输出优化结果Λ优化设计流程图如图1所示Λ图1 APDL 优化设计流程图2.3 A PDL 优化设计模块程序在A PDL 中划分了多个功能相对单一的模块,提高了程序的可用性Λ划分模块和功能如下Λ(1)系统设置模块系统在优化过程中定义的一些控制性变量,如规范规定的强度设计值等,可以在此模块中更改设置Λ(2)杆件单元类型库模块根据常用的圆钢和自定义的规格建立杆件单元库Λ定义的杆件单元编号遵循以下原则:杆单元的截面面积逐渐增大、杆单元的回转半径逐渐增大Λ(3)荷载组合及加载模块根据规范要求,建立荷载组合,也可以自行添加所需要的荷载组合,施加约束和荷载Λ(4)优化模块对各个荷载工况计算杆件的应力,并根据结果进行杆件截面优化Λ(5)验证模块优化结束后进行一次全面验证工作,对各个工况验证应力、长细比和位移计算值等Λ(6)输出模块按用户指定的格式输出网架优化结果文件Λ2.4 APDL 优化程序关键技术(1)优化程序模块互相调用模块的互相调用是通过宏嵌套来实现的Λ宏嵌套即在宏文件中调用其他宏命令,嵌套的宏运行完毕后程序的进程自动返回给调用该宏的上一层[4]Λ调用宏时可以最多传递19个参数,可以基本满足程序的需要Λ调用宏命令如下:宏名,A R G 1,A R G 2,…,A R G 19Λ这里,A R G 1~A R G 19是在此宏中所使用的变量名Λ(2)A PDL 读取数据文件A PDL 可用3V R EAD 命令读入数据文件中的数据并用来填充已定义的数组参数Λ数据文件必须是A SC II 格式文件,并按指定下标将读入的数据赋给数组参数Λ读取数据文件时,须在3V R EAD 命令行的下一行指定数据读入格式说明,控制从文件中读取数据信息的格式Λ本文利用3V R EAD 命令将预先定义的圆钢管规格文件读入到A PDL 中Λ杆件规格文件GJ .tx t 如下:45.0,3.0 !杆件规格采用14种常用圆钢管60.0,3.0 !数据分别表示圆钢管外径和壁厚……299.0,10.0将文件中数据读入到A n sys 中的命令如下:24空 间 结 构 第13卷 3D I M,GJ,A RRA Y,14,2 !定义杆件数组,外径和壁厚3V R EAD,GJ(1,1),’GJ’,’tx t’,’’,J IK,2,14,,,, !读取杆件外径和壁厚(2F20.2) !数据读入格式说明(3)A PDL输出数据文件A PDL使用3VW R IT E命令将数组中的数据按照指定格式写入到数据文件中Λ此命令一次最多可写出19个参数,数据文件由3CFO PEN命令打开Λ数据写出的格式由3VW R IT E命令行下一行定义的数据格式来确定Λ将A n sys数据库中杆件数组的数据输出到数据文件中的命令如下:3cfopen,GJSC,tx t,, !打开杆件输出文件3vw rite,GJ(1,1),GJ(1,2) !将杆件数组数据输出(F10.0,F10.1) !数据输出格式说明3cfclo s !关闭输出文件3 优化设计实例本文以一正放四角锥平板网架为例,尺寸100m ×50m×2mΛ为简便起见,取工荷载况1.2恒载+ 1.4活载,恒荷载为0.5kN m2,活荷载为0.5kN m2Λ通过A PDL优化程序,得出用钢量约为18. 2kg m2Λ优化得到的杆件规格数量见表1Λ其中各杆件的位置可由A n sys数据库中提取出来Λ表1 杆件规格数量表规格数量规格数量545×335225140×4626560×39425152×5322576×34085159×6206589×31565168×7125114×32064 结 语本文利用A n sys的二次开发语言A PDL语言建立了适用于结构规范的网架结构优化程序,较好地解决了A n sys计算结果不能直接作为设计成果的问题Λ优化程序可自定义优化过程和控制性变量,适应了不同的结构类型和荷载组合,具有很强的灵活性Λ本文的优化设计思想对于网壳结构和其他较为复杂的结构进行A n sys优化设计也具有一定的借鉴意义Λ参考文献[1]沈祖炎,陈扬骥.网架与网壳[M].上海:同济大学出版社,1997.[2]袁行飞.索穹顶结构截面和预应力优化设计[J].空间结构,2002,8(3):51~56.[3]齐月芹,宋一乐,薄爱军.井冈山火电厂干煤棚优化设计研究[J].湖南电力,2001,21(2):46~48.[4]博弈创作室.A PDL参数化有限元分析技术及其应用实例[M].北京:中国水利水电出版社,2004.(上接第40页)[3]孙文波.广州国际会展中心大跨度张弦梁的设计探讨[J].建筑结构,2002,32(2):54~56.[4]刘安平.哈尔滨国际展览体育中心钢结构工程施工控制[J].钢结构与建筑业,2003,3(10):12~17.[5]王帆,舒宣武,李旗.张弦梁结构设计中的几个概念问题的探讨[J].工业建筑,2004,34(1):69~71.[6]M A SAO S.A K I RA O.T ensi on and m em branestructures[J].Journal of the Internati onal A ssociati on fo r Shell and Spatial Structures,2001,42(122):15~20.[7]浙江大学建筑工程学院,浙江大学建筑设计研究院.空间结构[M].北京:中国计划出版社,2003.[8]陆赐麟,尹思明,刘锡良.现代预应力钢结构[M].北京:人民交通出版社,2003.[9]GB50017-2003.钢结构设计规范[S].北京:中国计划出版社,2003.34 第2期邢海东,等:基于A n sys二次开发的网架结构优化设计。
(1) 进入ANSYS(设定工作目录和工作文件)1) 进入ANSYS菜单路径“程序>ANSYS >ANSYS10.0”2) 设置工作文件名菜单路径“file > Change Jobname”,弹出“Change Jobname”对话框,输入“CYKLink”,单击【OK】确定并关闭对话框。
(2) 设置计算类型菜单路径“ANSYS Main Menu: Preferences…”,在弹出的对话框中选择“Structural”,单击【OK】确定并关闭对话框。
(3) 选择单元类型菜单路径“ANSYS Main Menu: Preprocessor >Element Type>Add/Edit/Delete…”,在弹出“Library of Element Types”对话框中按照如图1所示参数选择,单击【OK】确定并关闭对话框。
图1 “Library of Element Types”对话框(4) 定义实常数菜单路径“ANSYS Main Menu: Preprocessor >Real Constants…>Add/Edit/Delete ”,在弹出的对话框中单击“Add > OK”,弹出如图2所示“Real Constant …”对话框,参数设置“AREA 0.000416”,单击【OK】确定并关闭对话框。
图2 “Real Constant …”对话框(5) 定义材料参数菜单路径“ANSYS Main Menu: Preprocessor > Material Props > Material Models”,在弹出的菜单中打开“Structural > Linear > Elastic > Isotropic”,弹出如图3所示“Linear Isotropic Material…”对话框,并设置如下参数。
图3 “Linear Isotropic Material…”对话框图4 “Beam Tool”对话框(6) 定义梁的截面菜单路径“ANSYS Main Menu: Preprocessor > Sections > Beam > Common Sections”,弹出如图4所示“Beam Tool”对话框,并按照图4设置,单击【OK】确定关闭对话框。
基于ANSYS WORKBENCH的桁架结构的分析有不少朋友经常问到在WB中的桁架分析问题。
例如下面的桁架,有两个端点被固定,而在C处施加一个向下的集中力,如何计算该问题?在ANSYS APDL中,计算该问题非常简单。
但是在WB中,则比较麻烦。
对于线体模型,WB中默认的单元类型是BEAM188,如果直接使用默认单元会带来一些出乎意料的结果。
本文使用LINK180建模,这样就需要插入命令流。
下面说明使用LINK180的建模方法。
1. 创建静力学结构分析系统。
2. 创建几何模型(1)创建草图(2)根据草图生成线体模型创建圆形截面,其半径为10mm(该尺寸随便设置,后面会被覆盖)将截面属性赋予给线体模型3. 设置杆的单元类型在线体模型下添加命令在命令文件编辑窗口输入下列命令、上述命令的含义是:第1行,设置单元类型是LINK180第2-3行,设置截面类型是实心圆,且其横截面积是10mm24. 划分网格在MESH下添加一个单元尺寸控制,设置给所有边划分1等份。
网格划分结果如下图5. 施加边界条件该下面两个关键点施加固定支撑,给上面点施加数值向下的力100N,结果如下图6. 求解并进行后处理进行求解。
然后进行后处理。
可以发现应力,应变,能量等按钮均不可使用。
使用BEAM TOOL。
但是ANSYS表明,该梁工具不能使用。
添加BEAM RESULTS但是ANSYS表明,该梁工具也不能使用。
使用WORKSHEET所提供的自定义数据类型,选择其中的总位移结果、得到位移如下图读者可尝试使用WORKSHEET中的其它用户自定义结果,【评论】1. 通过在几何体模型后面添加命令,并编辑命令文本,可以设定单元为杆单元LINK180.2. 可以在MESH后添加尺寸控制,而对各根杆件设置网格划分份数。
3. 在后处理时,WB所提供的大多数后处理按钮均不可使用,此时只能使用WORKSHEET中提供的用户自定义变量。
文章编号:1007Ο2993(2004)02Ο0100Ο03ANS YS 结构计算二次开发技术研究及应用 李新坡1 袁文忠2(11中科院Ο水利部成都山地灾害与环境研究所,四川成都 610041;21西南交通大学土木工程学院,四川成都 610031) 【摘 要】 针对采用大型有限元程序ANSYS 进行结构计算中存在的问题,对以ANSYS 为平台,利用APDL 语言进行的计算程序二次开发用于结构计算时的一些关键性技术进行了研究。
采用APDL 语言编程,并以预应力锚索桩为例进行计算,通过与传统算法进行比较,结果比较满意。
【关键词】 ANSYS ;APDL 语言;预应力锚索桩;二次开发技术【中图分类号】 TU 2Study on the Further Development T echnique of ANSYS and Its UseLi Xinpo 1 Yuan Wenzhong 2(11Chengdu Institute of Mountain Hazards and Environment ,Chinese Academ y of Sciences &Ministry of Water Conservancy ,S ichuan Chengdu 610041;21School of Civil Engineering ,S outhwest Jiaotong University ,S ichuan Chengdu 610031China )【Abstract 】 S ome important techniques are discussed to the problems in designing calculation of retaining piles on ANSYS sys 2tem.The problem can be solved by the method of programming with APDL.Also ,the method is used in the calculation of piles with prestressed anchor 2cable and the results are reasonable com pared with that acquired by routine method.【K ey Words 】 ANSYS ;APDL ;piles with prestressed anchor 2cable ;further development technique0 引 言ANSYS 是由美国ANSYS 公司开发的一种大型通用有限元分析软件。
论基于ANSYS的空间桁架结构拓扑优化设计【摘要】随着当今社会的不断发展,大跨度的建筑结构设计行社的应用也越来越广泛,在人们的不断实践过程中空间结构的设计方式取得了极大的发展。
空间桁架结构有着质量轻、刚性强、成本低廉、施工简便的优势,在包括航空、公路桥梁、水利、工业机械等许多工程中都得到了非常广泛的应用。
但是现在空间桁结构仍然存在着如材料质量要求高、容易损耗等一些问题,因此,在实际的工程中如果能够对其进行进一步的优化设计,就能够更好的实现大跨度的空间结构的效果,进一步节约成本。
本文中,笔者就以基于ANSYS的拓扑优化的方式来对空间桁架结构设计的优化进行探讨。
【关键词】ANSYS软件;空间桁架结构;拓扑优化;设计方案0.引言在当今社会,目前的建筑技术的空间桁架结构总体都是采用拓扑和增减尺寸的优化手段。
本文主要论述的是拓扑优化的设计方法。
拓扑优化就是形状的优化,包括离散体的优化和连续体的优化两种形式,而离散体的优化在实际过程中得到更广泛的运用。
以下本文就以连续体的拓扑优化方式,通过采用ANSYS软件来对空间桁架结构的设计进行优化处理。
1.分析空间桁架结构拓扑优化设计的意义作为大跨度建筑结构设计中常见结构形式的空间桁架结构,其有着质量轻、施工方便的特点,在文化宫、会议大楼、游乐场等大跨度的建筑结构中有被广泛的运用,因而提高空间桁架结构的设计水平、优化设计方案对建筑的稳定性和安全性都有着十分重要的意义,设计者必须加以重视。
ANSYS软件是在对空间桁结构的设计进行优化的常用软件之一,通过其强大的计算能力来达到设计最优化的目的。
在确保建筑结构合理安全的基础上,尽可能的减少材料的使用损耗,减少工程成本,尽量达到最经济合理的设计方案,达到我们所说的设计最优化。
设计最优化在实现节能社会,落实科学发展观中有着至关重要的作用。
在现代建筑的空间桁架结构中,主要是通过相关测量和调查,以掌握每个杆件之间的距离大小,然后再使用通过拓扑优化的方法来确认是否有杆件的存在。
基于ANSYS的空间桁架优化研究的开题报告一、选题背景空间桁架作为载荷传递和支撑结构,广泛应用于空间工程领域。
现代空间科学技术的发展使得掌握其设计优化技术显得非常重要。
而ANSYS软件作为一种常用的有限元分析软件,可以模拟和分析空间桁架结构的力学、热学等各种特性,因此在空间桁架结构优化方面有着广泛的应用。
本文将通过基于ANSYS的空间桁架优化研究,探讨其建模、分析和优化方法。
二、研究目的和意义本研究的目的是在ANSYS软件平台下,通过建立空间桁架的有限元模型,分析其应力与变形分布情况,通过对不同参数的优化,实现桁架结构强度与重量的最优化设计。
这将有助于提高空间桁架结构的设计精度和设计优化效率,为实现更高效率的航天技术提供指导。
三、研究内容和方法1. 空间桁架建模在ANSYS中利用空间桁架的结构图进行几何建模,并进行材料、截面属性和节点约束的设定。
2. 空间桁架分析运用ANSYS进行空间桁架分析,包括载荷变形分析、应力分析和振动分析等,并对分析结果进行对比和评估。
3. 基于遗传算法的优化分析选取适宜的优化算法,如遗传算法等,对空间桁架的重量和强度进行优化,使其达到最佳的设计效果。
通过对比不同的优化参数组合,得到同时满足强度和重量最小的空间桁架优化设计。
四、进度安排第一阶段:研究空间桁架建模方法,完成有限元分析;第二阶段:研究遗传算法并实现优化分析;第三阶段:对结果进行分析和评估,并撰写毕业论文。
五、预期结果通过本研究,预期达到以下目标:1. 实现ANSYS建模和优化算法的应用;2. 对空间桁架结构的强度和重量进行优化,得到最优设计方案;3. 丰富空间工程领域的设计优化方法。
第10卷第2期船舶力学Vol.10No.22006年4月JournalofShipMechanicsApr.2006文章编号:1007-7294(2006)02-0120-06基于ANSYS的结构拓扑优化及其二次开发刘寅东,卞钢(大连理工大学船舶工程学院,大连116024)摘要:本文吸收了“基结构法”和“均匀化法”的思想,提出了“通过力传递的路径来构造拓扑”和“逐次去劣、两极分化”的拓扑优化新思路和方法,对有限元软件ANSYS的拓扑优化功能作了二次开发,拓展了ANSYS拓扑优化结构单元的适用种类,且不仅可以求解连续结构的拓扑优化问题,还可以求解桁架结构的拓扑优化问题,编制了相应程序考证了连续体和桁架两种类型的典型算例,最后将此方法应用于一个船舶板架结构优化中,得到了预期的结果。
关键词:结构分析;拓扑优化;APDL;二次开发中图分类号:O189.1U661.43文献标识码:AStructuretopologyoptimizationandseconddevelopmentbasedonANSYSLIUYin-dong,BIANGang(SchoolofMarineEngineering,DalianUniversityofTechnology,Dalian116024,China)Abstract:Absorbingthemeaningsof“groundstructuremethod”and“homogenizationmethod”,anewapproach,whichis“formingtopologybytherouteofforce”and“graduallydeletingandpolarizingthefiniteelements”,isgiven.ThemainobstacleliesinsecondlydevelopingthefunctionoftopologyoptimizationbasedonANSYS.Thetypesofelementsfortopologyoptimizationarewidenandtheproblemcouldbesolvednotonlyforcontinuumstructurebutalsofortrussstructure.Thenthetypicalexamplesofacontinuumstructureandatrussstructureareverifiedbycorrespondingprogram.Finally,anticipatedresultisobtainedbyapplyingtoagrosspanelstructureofaship.Keywords:structureanalysis;topologyoptimization;APDL;secondlydeveloping1引言结构优化设计大致可以分为三类,即尺寸优化,形状优化,和拓扑优化。
ANSYS二次开发与应用简介目录1 ANSYS经典界面的二次开发简介 (2)1.1 利用ANSYS参数化设计语言(APDL)进行开发 (2)1.2 利用ANSYS用户界面设计语言(UIDL)进行开发 (3)1.3 利用ANSYS提供的接口软件与ANSYS进行实时交流 (3)1.4 ANSYS的用户可编程特征(UPFs) (3)2 ANSYS新一代协同仿真平台WORKBENCH二次开发简介 (4)3 ANSYS二次开发的典型案例 (5)4 一个ANSYS二次开发方案详细介绍(国内) (7)4.1 CCSS的构成 (7)4.2 ANSYS for CCSS与规范设计模块的关系 (7)4.3 ANSYS for CCSS的开发方案: (8)4.3.1 FEA模块将包含如下功能: (8)4.3.2 评估模块 (9)4.3.3 部件方法: (10)5 一个ANSYS二次开发成果详细介绍(国外) (11)5.1 前 言 (11)5.2 ANSYS体系结构的优势 (11)5.3 BladePro程序概览 (12)5.4 BladePro分析功能概述 (15)5.5 涡轮机械专用的后处理工具 (15)5.6 某算例的分析结果 (16)5.7 总结 (17)1ANSYS经典界面的二次开发简介1.1利用ANSYS参数化设计语言(APDL)进行开发ANSYS参数化设计语言是一种类似于FORTRAN语言的解释执行语言,它主要由两部分构成,其一为ANSYS的命令、内部函数,可以执行ANSYS的所有操作;其二为FORTRAN语言的几乎所有语法和函数,如DO循环、IF-THEN-ELSE结构、SIN和COS等所有三角函数、带参数子程序、“=”赋值语句、SQRT平方开方等运算、取绝对值、乘方等等。
因此,可以利用这种APDL语言进行各种参数化建模分析工作,当需要对模型做改动时,只需变化几个参数即可。
优点:可以用于参数化设计;与ANSYS的数据库直接通讯;可以充分利用ANSYS命令所具有的强大功能;编程容易,直管,易于调试;易于修改和扩展。
基于ANSYS二次开发的车架轻量化设计系统
王孟;柴山
【期刊名称】《农业装备与车辆工程》
【年(卷),期】2011(000)006
【摘要】以板壳单元的研究为出发点,采用离散变量一维搜索和相对差商两种算法,对车架进行应力和位移优化;通过运用ANSYS程序语言APDL和ANSYS图形界面语言UIDL编写程序和菜单,开发出相应的车架轻量化设计系统.
【总页数】4页(P14-17)
【作者】王孟;柴山
【作者单位】山东理工大学交通与车辆工程学院,山东,淄博,255049;山东理工大学交通与车辆工程学院,山东,淄博,255049
【正文语种】中文
【中图分类】U463.32
【相关文献】
1.基于UG的半挂车车架快速设计系统研究 [J], 窦玮;孙桓五;周兴;李楠;闫杰
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3.基于ANSYS二次开发的载货车车架参数化建模系统开发 [J], 王鹏程;王友刚;柴山
4.无副车架的重型自卸车架轻量化优化设计 [J], 丰伟; 贺成明; 石国强; 黑大全; 王春勇
5.基于HyperWorks的某轻量化中置轴轿运车车架强度仿真分析 [J], 陈德发;罗庆元
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张弦梁桁架结构在建筑设计中的应用张弦梁桁架结构是一种在建筑设计中广泛应用的结构形式,其独特的优势使其成为现代建筑设计中的重要元素。
本文将探讨张弦梁桁架结构的定义、特点、应用场景以及具体案例,旨在展示其在建筑设计中的重要地位及其创造的美学效果。
一、张弦梁桁架结构的定义和特点张弦梁桁架结构是指由张弦形态的斜撑构成的桁架结构。
其特点在于具有较高的强度、刚度和稳定性,可以实现大跨度的自由空间,同时在视觉上呈现出轻盈、流畅的美感。
张弦梁桁架结构常常采用钢材、铝合金等优质材料制造,并常常与玻璃、混凝土等其他材料结合,形成有机的整体。
二、张弦梁桁架结构的应用场景张弦梁桁架结构的应用广泛,下面将从建筑设计中的不同场景来阐述其具体应用。
1.体育场馆和会展中心体育场馆和会展中心需要具备宽敞的空间和良好的视线效果,张弦梁桁架结构因其大跨度和刚性特点而成为首选。
优雅的设计使得观众可以方便地观赛或参加展览活动,而不会受到结构的干扰。
2.机场和车站机场和车站作为城市门户,要求具备舒适、开敞和现代感的设计。
张弦梁桁架结构可以为其带来轻盈的外观,并在没有阻隔的情况下提供大空间,使旅客可以流畅通行。
3.剧院和音乐厅剧院和音乐厅需要具备良好的声学效果和观众舒适感。
张弦梁桁架结构在这些场所中的应用能够实现大跨度的吊顶设计,使声音能够均匀地传播,并降低杂音。
同时,观众可以在无遮挡的情况下享受演出。
4.桥梁和步行街张弦梁桁架结构不仅可以用于建筑设计,也可以用于桥梁和步行街的建设。
在这些场景下,桁架结构可以支撑大跨度的桥梁或天蓬,为行人提供充足的空间,并结合现代设计元素,增加了城市的美感。
三、案例展示1.杜拜国际会议中心杜拜国际会议中心是一个大型的会展中心,采用了张弦梁桁架结构。
整个建筑的外观像一片轻盈的帆船,充满动感和现代风格。
巨大的空间和无柱设计为展览和会议提供了理想的环境,同时也为参观者创造了良好的视觉体验。
2.奥兰多国际机场奥兰多国际机场的主候机楼采用了张弦梁桁架结构,以实现大跨度的设计。