针对拉线铁塔的结构特点,建立了结构优化设计模型.把离散变量优化方法与结构有限元法相结合,完成拉线铁塔优化设计计算软件的研制.应用结果表明该软件具有较好的适应性和实用性优化效果明显.
拉线铁塔是用于超高压输电线路的一种空间结构体系.这种结构重量轻,跨度大,适用范围广.是输电线路上最具发展前途的塔型之一.拉线型铁塔由铁塔本体和悬索组成.铁塔本体是由型钢组成的,由于截面规格化的要求,型钢截面积为离散量.采用连续变量的优化设计方法对离散变量进行优化后,还必须进行圆整,因而很难取得最优离散解.采用准则法,则必定要用近似公式对结构进行重分析,也很难取得最优离散解.
下面把离散变量的直接搜索法与结构有限元分析方法相结合,编制了应用软件,通过一个实例对拉线铁塔进行了优化设计,取得了较为满意的效果.
优化设计的数学模型
这里考虑的是截面尺寸优化问题,即调整杆件截面,使结构重量最轻,并满足多个荷载工况下的应力、位移、局部稳定、频率禁区及几何尺寸约束.基本设计变量为型钢截面序号
