基于SQP算法的支臂布置原則及其在弧門主框架結構改進中的應用.pdf

1、弧形鋼閘門由于構造特點而具有的獨特優(yōu)點，使其成為我國水工結構中最廣泛采用的一種門型。由主梁和支臂組成的主框架是弧形鋼閘門面板-梁格-主梁-支臂-支鉸傳力結構的核心部分，它的合理布置足整個弧形鋼閘門結構安全性和經(jīng)濟性的最主要決定因素。
　　 目前弧形鋼閘門結構的優(yōu)化研究在弧門尺寸優(yōu)化和附屬件優(yōu)化方面得到了很多成果，如梁格尺寸優(yōu)化方面、連接件數(shù)量和尺寸優(yōu)化方面、弦桿數(shù)量和布置優(yōu)化方面等?？墒菃渭兊某叽鐑?yōu)化并不是真正意義上的最優(yōu)化，由

2、這種優(yōu)化方法得到的設計結構并不是最優(yōu)結構。要得到最優(yōu)化的結構，首先應當有最優(yōu)化的布置，即尺寸優(yōu)化應該建立在結構布置優(yōu)化的基礎上。但目前針對弧形鋼閘門結構布置優(yōu)化的研究工作還較少，特別是弧門主框架布置優(yōu)化方面所做的工作更少。
　　 平面體系計算方法是一種經(jīng)典的按結構力學和容許應力法進行分析和計算的弧形鋼閘門設計計算方法。本文以平面體系計算方法入手，依據(jù)鋼結構穩(wěn)定理論和《鋼結構設計規(guī)范》(GB50017-2003)建立了弧形鋼閘門主

3、框架布置優(yōu)化模型，確定了目標函數(shù)和約束條件。然后介紹了基于最優(yōu)化理論的SQP算法程序得到的弧形鋼閘門支臂布置原則，并將其應用到弧門主框架結構的改進中。
　　 空間有限元法作為一種新興的、更能反映弧形鋼閘門整體受力狀態(tài)和空間效應的設計計算方法，在有關弧形鋼閘門問題的分析研究中得到了越來越多的應用。本文根據(jù)有關文獻提出的弧形鋼閘門支臂布置原則，對兩個設計實例結構進行了主框架布置改進，運用ANSYS12.0軟件建立四種結構的三維有限元