结构设计中如何减轻结构重量,设计建造出更轻更稳固的建筑一直都是建筑工程领域的一个重要研究方向,结构的优化设计正逐渐被广大结构设计人员采纳和使用。工程结构设计可分为传统设计和优化设计。结构优化设计不仅可以减轻结构重量和降低成本,而且能够改善结构的受力特性,以及综合考虑强度、刚度、稳定性等控制因素,将为建造高度更高,跨度更大建筑工程提供可能的条件和理论基础。本文对某设计院研究设计的空间网架结构进行力学分析,本着节约造价的原则对该网架结构进行结构优化设计,并应用到实际工程中,在满足结构安全性的同时减轻了结构的自重,优化了房屋的结构设计,提高了建筑的经济性。论文的主要内容有:一、利用大型有限元软件ANSYS对该设计院的设计方案进行应力强度和稳定性分析,并发现原设计中部分杆件的应力超出许用应力。结构存在不安全隐患。二、针对该大跨度网架结构,以杆件截面为设计变量,网架结构总重为目标函数,采用基于离散变量的满应力法中的应力比法对空间网架结构进行截面尺寸优化设计。同时考虑网架结构的强度、刚度、稳定性和型钢杆件截面尺寸等约束条件。采用了FORTAN语言编制了网架优化程序与有限元软件ANSYS接口,不但增强了程序的可靠性,拓宽了ANSYS的使用范围,使得ANSYS和自编程序结合获得了大跨空间网架结构优化设计的结果。三、进一步用编制的优化程序对网架结构减杆体系进行优化设计,在满足各种约束条件的基础上分析杆件数量的减少对于网架结构总重量的影响,并成功的再次降低了该网架结构的重量。四、最后,用上述途径对增大网格尺寸后的网架进行优化设计,分析网格尺寸的增大对于网架重量及总造价的影响和评价。