建筑工程学院、河南大学钢与空间结构研究所杜文风课题组在国际土木工程领域知名期刊《Journal of Constructional Steel Research》（中科院二区期刊，影响因子4.2）上发表题为“Collaborative form-finding of multiple treelike column structures based on improved numerical inverse hanging method”的研究论文。该研究成果是建筑工程学院在树状结构整体协同找形领域的探索性成果，北京市建筑设计研究院薛红京正高级工程师、浙江大学空间结构研究中心高博青教授和董石麟院士以及美国北达科他州立大学土木与环境工程系Mijia Yang教授参与了此项工作，河南大学钢与空间结构研究所为第一署名单位，北京市建筑设计研究院为第二署名单位，浙江大学空间结构研究中心为第三署名单位、美国北达科他州立大学土木与环境工程系为第四署名单位。
树状柱结构力学性能受形态影响显著，形态优化十分重要。然而，现有研究往往仅集中于单树状柱的形态优化，忽略了柱间相互作用的影响。这种疏忽会导致树状结构的最优形态存在一定偏差。为了研究这种偏差对结构性能的影响，该项目采用改进的数值逆吊法对多柱结构进行了协同找形分析，结合大连金州湾机场航站楼带有八个树状柱的指廊过渡区结构的设计，首先，对传统数值逆吊法进行了改进，实现了多个树状柱结构的同时协同找形，然后对单独找形与协同找形进行了多方面分析比较，结果表明协同找形比单独找形更合理。尤其是对于三级节点均位于固定端一侧的情况下，此时单独找形结果与初始模型结果相似，而协同找形结果的力学性能有显著提升。对于三级节点之间存在较大高差的树状柱结构，协同找形相比单独找形在位移上平均降低了20.9％，在最大等效应力上平均减少了34.6％。
图1 .找形结果形态对比图 (a) T1; (b) T4; (c) T5; (d) T6.
该项研究得到了国家自然科学基金项目(U1704141，52178172)，河南省高校科技创新团队支持计划(22IRTSTHN019), 河南省自然科学基金重点项目(232300421133), 浙江省空间结构重点实验室开放课题(202106)以及建筑工程学院的支持。
全文链接： https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0143974X24007156
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