桁架和剛架結構兩層面承載能力優(yōu)化設計研究.pdf

1、工程結構優(yōu)化設計可在滿足安全性要求下，通過合理使用材料，有效節(jié)省結構耗材量，達到節(jié)省造價的目標。目前傳統方法通常依據設計荷載下結構彈性受力狀態(tài)開展優(yōu)化設計，其結果難以保證結構在罕遇荷載、極限荷載下進入彈塑性狀態(tài)時的整體安全性。鑒于此，本文在已有研究成果基礎上，結合滿應力準則法開展桁架和剛架結構兩層面承載能力優(yōu)化設計研究，主要工作包括:
　　1、建立了能保證構件和結構兩層面安全的桁架結構優(yōu)化設計方法。引入結構極限承載力分析的彈性模量

2、縮減法（簡記為EMRM），提出了基于構件承載比的桁架結構高低承載構件識別準則，依據截面強度和安全系數之間的正比例關系建立了高承載構件截面強度的調整策略，系統提出了桁架結構兩層面承載力設計方法，進而提出了以均勻承載作為優(yōu)化準則的低承載構件截面強度策略，實現了桁架結構兩層面承載力的優(yōu)化。
　　2、建立了能保證構件和結構兩層面安全的剛架結構優(yōu)化設計方法?？紤]到剛架結構在組合內力下的承載特點，提出了矩形和工字型截面幾何參數的反演計算方法。

3、同時根據構件截面的齊次廣義屈服函數建立了剛架結構高承載和低承載構件的識別準則，提出了高承載和低承載構件的截面強度調整策略，系統建立了剛架結構兩層面承載力優(yōu)化設計的均勻承載準則法。通過與傳統優(yōu)化設計的滿應力準則法對比分析，驗證了本文方法的有效性。
　　3、研究了桁架和剛架結構兩層面優(yōu)化設計的主要影響因素及基本規(guī)律。針對優(yōu)化分析主要影響參數——EMRM收斂容差、強度調整增強系數和優(yōu)化收斂容差進行影響因素分析。進而，在綜合考慮計算精度、