四分叉铸钢节点的衍生式智能设计研究

铸钢节点普遍采用基于经验的传统设计方法,越来越难以满足工程实践和智能制造时代发展的需求。利用衍生式设计方法对某实际工程四分叉铸钢节点的合理构型进行了智能设计研究。详细阐述了衍生式设计的基本方法及数学模型,采用衍生式设计智能生成了若干个四分叉铸钢节点,根据受力性能和成本的评估指标选取了代表性衍生节点,并将代表性衍生节点同初始设计节点、拓扑优化节点和焊接空心球节点进行受力性能的对比分析。为验证衍生式设计结果的可制造性,采用3D打印技术制造出代表性衍生节点的缩尺模型。研究结果表明:利用衍生式设计方法自动生成的四分叉铸钢节点形态具有多样性和创新性;衍生节点模型与其他类型节点相比具有更轻的质量和更佳的受力性能,最大可使节点的质量较初始设计节点减轻3.18%,最大等效应力降低24.78%及最大位移减少37.36%。

基于生成对抗网络的三维节点实体模型生成方法

三维实体模型的智能生成技术是结构智能设计的核心环节。为了克服这一关键技术难题,实现结构的智能设计,提出了一种结合3D生成对抗网络(GAN)与逆向工程技术生成三维节点实体模型的方法(3D-JointGAN)。首先阐述了该方法的基本思路、相关理论和具体实现过程;然后应用该方法对实际工程的三分叉铸钢节点进行智能生成设计,并将评估筛选出的代表性节点与焊接空心球节点、仿生节点和拓扑优化节点的受力性能指标进行对比分析;最后通过3D打印技术制造出代表性节点的缩尺模型,验证了智能生成结果的可制造性。研究结果表明:基于GAN的节点模型生成方法具有强大的生成和优化能力,不仅可生成创新的、高逼真度的多种三维实体模型,并且评估筛选的代表性节点具有更优异的受力性能,其中代表性节点a、b、c相较于初始节点质量降低了22.42%、26.82%、22.62%,最大位移降低了43.71%、38.34%、42.49%,最大等效应力降低了8.29%、5.28%、6.94%。

装配式钢结构建筑内隔墙体系的研究现状

在装配式钢结构建筑中,内隔墙体系占墙体围护结构的绝大部分,其优劣对建筑整体质量有重要影响.为了进一步研究内隔墙体系相关技术,推进装配式钢结构建筑的发展,需要对现有内隔墙体系的研究成果进行归纳梳理.针对该问题,首先介绍了装配式钢结构建筑内隔墙体系的国内外发展现状;然后总结了近年来我国装配式钢结构建筑的几种内隔墙体系材料和结构,从物理性能、造价和节能环保方面列出不同类型内隔墙的优点及缺点,并给出不同类型内隔墙体系选材的建议;最后,探讨了我国装配式钢结构建筑中内隔墙体系存在的问题和发展趋势.

装配式钢结构建筑外墙体分类与研究现状

装配式外墙体系是发展装配式钢结构建筑的关键技术之一.为了对近年来出现的大量装配式外墙体系进行梳理归纳,本文总结了装配式钢结构建筑外墙体的国内外研究现状,按照构造形式及加工方式进行了分类,并讨论了不同类型墙体的制作工艺、优点、缺点和应用范围,最后提出了装配式钢结构建筑外墙体应满足的共性标准和有待研发的问题,为后续装配式钢结构建筑外墙体的开发应用提供参考.