自由曲面建筑外立面U型结构优化算法研究

摘要

为提升建筑外立面结构的稳定性,降低结构位移,研究自由曲面建筑外立面U型结构优化算法.按照B样条曲线与曲面理论,使用(2m-1)次周期参数化样条插值函数形成边界条件,生成自由曲面.利用梯度法基本方程计算控制点应变能和敏感度,建立变量优化方程计算建筑外立面U型结构应变能力、结构屈曲荷载等,使用推导应变能梯度表达式推导建筑外立面U型结构梯度数值,利用该数值调整自由曲面控制点坐标,实现自由曲面建筑外立面U型结构优化.实验表明,上述算法优化后的结构应变能对控制点变化的敏感度降低,稳定性提升;优化后的结构屈曲荷载因子增加明显,结构失稳率较低;缺陷数值为600时,优化后的结构位移比优化前缩短30cm,说明所提方法的优化效果较好.