水工空箱结构拓扑优化科技项目顺利通过省级验收
2023-12-26 09:33
12月22日,江苏省水利厅在南京组织召开了《基于BIM的水利工程空箱结构拓扑优化设计研究与应用》科技项目验收会,本项目由淮安市水利工程建设管理服务中心、淮安市水利勘测设计研究院有限公司、河海大学、北京迈达斯技术有限公司共同承担。验收组对该研究成果给予了充分肯定,同意该项目通过验收。
水利工程空箱结构是指水工建筑物中承受一定荷载的壳体结构,内部有筋板布置,具有较好的整体性和刚性,适用范围广。传统均匀规则的布置空箱隔板结构笨重,不能充分发挥结构承受荷载的能力。为此,本项目以空箱挡土墙和空箱底板为研究对象,通过空箱结构材料和隔板位置的配置,对材料布局与节点联结方式进行优化,使结构满足应力和位移等约束条件,并将载荷传递到结构最佳的支撑位置,以得到强度和稳定性等指标达到最优的拓扑结构。
本项目提出了获取满足拓扑优化的拓扑构型阶段和植入拓扑构型的空箱结构工作性态复核两阶段式的结构拓扑优化求解策略。基于拓扑优化方法对空箱结构进行减重设计和创新设计,以期获得比传统水利工程结构尺寸、形状更佳的结构形式。这一方法的应用不仅体现了对工程性能的深刻理解,也展示了在设计和施工过程中寻求节能减排的积极探索。本项目研发的拓扑优化方法的广泛应用,将为类似工程建设带来更加节省投资和可行的方案,在水利工程结构轻量化设计中具有广阔的应用前景。