收录于话题
获奖项目名称
大跨复杂曲面空间网格结构形态生成与设计关键技术
主要完成单位
东南大学、中建八局第三建设有限公司、中建八局文旅博览投资发展有限公司、中建五局华东建设有限公司、广东省建筑科学研究院集团股份有限公司、南京长江都市建筑设计股份有限公司、南京东亦南工程科技有限公司、江苏省建筑工程集团有限公司
主要完成人
冯若强、陈刚、孙晓阳、江韩、郜江俊、李庆祥、张述坚、靳慧、孙逊、李磊、刘长龙、高宝俭、吕辉、刘洋、曹宁
一
项目背景
近年随着我国经济的快速发展，建造了一大批高标准、高规格的大跨空间结构地标建筑，数量居世界之首，因此如何美观、经济、合理、安全的设计和建造大跨空间结构就成为首要问题，也给该项目研究提供了广阔的市场和持续的动力。近10年来，通过理论联系实际以及高校与企业之间的密切合作，形成了产学研相互促进的良好发展模式，实现了研究成果在一批国家重点工程中的应用。
二
创新成果
基于准线和母线的单层四边形网格结构多目标形态优化方法。该方法首先通过表面平移法将准线和母线滑移构造出杆长均匀的单层平面四边形网格结构；然后将整个曲面优化转化为对准线和母线上网格节点优化，可保证优化过程中网格为平面四边形，极大减少了优化变量，提高了形态优化效率，构件杆长相等。可考虑力学指标、几何指标和经济指标等多种优化目标，并适用于所有采用表面平移法生成的自由曲面结构。
图1 基于平面四边形网格的准线和母线的多目标形态优化方法
提出了考虑结构缺陷敏感性，以弯曲应变能比例为约束条件的形态优化方法，得到实际承载力高的结构形态。研发了适用于任意自由曲面的粒子自动配置网格拓扑生成技术，解决了对网格走向、大小和均匀性控制的技术难题。
图2 基于粒子自动配置算法的结构网格拓扑优化技术
三
推广应用
撰写专著3部，纳入国家、行业和地方标准8部，获得发明专利20项和软件著作权16项。成果应用于苏州高铁之心、上海天文馆、南沙国际邮轮码头、无锡保利大剧院、深圳大运会体育场等数十座标志性大跨空间结构，为提高我国大跨空间结构设计提供了先进理论与系列技术。