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研究背景
Background
桁架结构广泛运用于大跨度建筑结构中，如体育场、体育馆、会议中心、超高层连廊等。研究桁架的最优受力形态对工程有较大的意义。本文采用Optistrcut软件对桁架进行拓扑优化分析。
大跨度建筑结构中的桁架结构
研究内容
•支座约束形式对桁架拓扑形式的影响
•荷载形式对桁架拓扑形式的影响
•跨高比对桁架拓扑形式形式的影响
研究模型
本桁架跨度30米，桁架跨高比分别为1/5，1/10；约束条件分别为上部约束，下部约束，上下约束；荷载分别为均布荷载，跨中集中荷载，1/3跨集中荷载。
跨高比 1/10
模型一
桁架参数：跨度30米，高度3米，上部约束，均布荷载。
桁架简图
优化结果
模型二
桁架参数：跨度30米，高度3米，下部约束，均布荷载。
桁架简图
优化结果
模型三
桁架参数：跨度30米，高度3米，上下部约束，均布荷载。
桁架简图
优化结果
模型四
桁架参数：跨度30米，高度3米，上部约束，跨中集中荷载。
桁架简图
优化结果
模型五
桁架参数：跨度30米，高度3米，下部约束，跨中集中荷载。
桁架简图
优化结果
模型六
桁架参数：跨度30米，高度3米，上下部约束，跨中集中荷载。
桁架简图
优化结果
模型七
桁架参数：跨度30米，高度3米，上部约束，1/3跨集中荷载。
桁架简图
优化结果
模型八
桁架参数：跨度30米，高度3米，下部约束，1/3跨集中荷载。
桁架简图
优化结果
模型九
桁架参数：跨度30米，高度3米，上下部约束，1/3跨集中荷载。
桁架简图
优化结果
跨高比 1/5
模型一
桁架参数：跨度30米，高度6米，上部约束，均布荷载。
桁架简图
优化结果
模型二
桁架参数：跨度30米，高度6米，下部约束，均布荷载。
桁架简图
优化结果
模型三
桁架参数：跨度30米，高度6米，上下部约束，均布荷载。
桁架简图
优化结果
模型四
桁架参数：跨度30米，高度6米，上部约束，跨中集中荷载。
桁架简图
优化结果
模型五
桁架参数：跨度30米，高度6米，下部约束，跨中集中荷载。
桁架简图
优化结果
模型六
桁架参数：跨度30米，高度6米，上下部约束，跨中集中荷载。
桁架简图
优化结果
模型七
桁架参数：跨度30米，高度6米，上部约束，1/3跨集中荷载。
桁架简图
优化结果
模型八
桁架参数：跨度30米，高度6米，下部约束，1/3跨集中荷载。
桁架简图
优化结果
模型九
桁架参数：跨度30米，高度6米，上下部约束，1/3跨集中荷载。
桁架简图
优化结果
结论
基于以上分析可以得到:
•支座形式、荷载形式、跨高比都很大程度影响桁架的最优拓扑形状，在具体项目实践中应该根据实际条件分析最优的拓扑形状。
•拓扑优化的形状较我们平常设计的桁架形式有较大的区别，是否合理还需要进一步分析验证。
