晏致涛 黄昨越 冯江泉 翟运琼 朱朝晖

(1. 重庆科技学院 建筑工程学院， 重庆 401331；2. 重庆大学 土木工程学院， 重庆 400044；3. 南宁市设计院， 南宁 830011)

空间网架结构广泛应用于现代建筑中，设计初期对网架结构杆件进行拓扑优化具有重要工程实际意义。目前常用的网架结构形式有斜放四角锥网架、正放四角锥网架、正交斜放桁架网架、正交正放桁架网架、抽空四角锥网架[1]等。

在进行网架结构设计时，往往会结合已有的实际工程经验先确定结构的基本拓扑形式，然后根据确定的基本拓扑形式将杆件铺满，完成对网架结构的杆件布置，形成拟建网架的拓扑结构，接下来对拓扑结构进行受力分析，最后求得结构杆件的尺寸[2-4]。这样得到的网架有一个共同的特点，就是从几何边缘到网架中心的杆件分布都是相同的。实际上，由于边界约束以及荷载条件的不同，网架结构不同区域的受力差别较大，如果从外缘到中心都采用相同的拓扑形式，结构材料就不能得到充分利用。为了使网架结构受力更加均匀，结构的整体拓扑方案更加合理，耗材量和结构性能更加优越，就需要不断优化网架结构的拓扑设计。

关于网架结构的拓扑优化方法，林本芳[4]、龚金海[5]、李玉梅[6]等人探讨了遗传算法及改进的遗传算法的应用；朱吉吉采用渐进式网架结构拓扑优化方法优化后的网架结构[7]，不仅材料用量有较大幅度下降，而且结构的鲁棒性以及极限承载力也表现突出。……