28407

بهينه‌سازي توپولوژي اتصالات يك سازه‌ي گريدشل پيش طراحي شده

كارشناسي ارشد

مهندسي معماري

1399

1401/12/24

عباس تركاشوند

مرتضي رهبر

معماري و شهرسازي

در اين رساله، شكل يك اتصال از يك سازه‌ي گريدشل از پيش ‌طراحي شده كه شش تير متقارن از اطراف به آن متصل شده‌اند با بهينه ‌سازي توپولوژي مورد بررسي قرار گرفته است. در يك سازه‌ي گريدشل، بيشترين باري كه به اعضاي آن وارد مي‌شود، وزن خود آن‌ها است. كاهش اين وزن، تاثير بسزايي در كاهش تنش‌هاي ناشي از وزن موجود در سازه دارد. با بهينه‌سازي توپولوژي اتصالات موجود در يك سازه‌ي گريدشل، با حفظ حداكثري عملكرد سازه‌اي، وزن و متريال مورد نياز براي ساخت آن سازه تا حد قابل توجهي كاهش مي‌يابد. در تحليل المان محدودِ اتصال مورد بررسي، توزيع تنش فون ميسز، تنش بيشينه و جابجايي استاتيكي المان‌ها، اندازه‌گيري شده و به همراه وزن آن با حالت اوليه‌ي اتصال مقايسه شده است. در فرايند بهينه‌سازي، حداكثر سختي سازه با حداقل حجم ممكن به دست آمده است. اين فرايند با كمك سه محيط نرم‌افزاري گرسهاپر، آباكوس و هايپرمش انجام شده است. اين نتايج براي اتصال مشخصي از سازه تحت شرايط مرزي و بارهاي مختص به آن به دست آمده است. در نهايت شكل به دست آمده، براي پرينت سه بعدي و ساخت افزايشي، نرم و صاف شده است.

1402/03/28

Topology Optimization of the Joints of a Pre-Designed Gridshell

3/14/2024 12:00:00 AM

In this research, topology optimization is used to study the shape of a joint connected symmetrically to six adjacent beams in a predesigned gridshell structure. The largest load on the members of a grid-shell structure is their own weight. By optimizing the topology of the joints, the weight of the structure and material consumption to build that structure can be considerably reduced. During the optimization process, the structure's maximum stiffness is achieved with the minimum possible volume. The stresses in the members are measured using Karamba3d for the next stage, in which during the finite element analysis of the joints, the von Mises stress distribution, the maximum stress, and the static displacement of the optimized joints will be measured and compared to the initial state using Abaqus and Hypermesh. These results were derived for a specific structural connection under specific boundary conditions and loads. The acquired shape is then smoothed for 3D printing.

سازه‌ي گريدشل , بهينه سازي توپولوژي , اتصالات , آناليز المان محدود , بهينه‌سازي شبكه‌اي

Gridshell Structure , Topology Optimization , Joints , Finite Element Analysis , Lattice Optimization

Sina Rajabi

Abbas Tarkashvand