型鋼高強(qiáng)高性能混凝土框架柱多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究.pdf

1、目前,型鋼高強(qiáng)高性能混凝土(SRHSHPC)框架柱已經(jīng)在國(guó)內(nèi)外高層及超高層建筑中得到廣泛的應(yīng)用,而將該構(gòu)件的經(jīng)濟(jì)性、安全性和耐久性綜合為一體考慮的多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究還較少,因此對(duì)其進(jìn)行綜合優(yōu)化設(shè)計(jì)研究具有深遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)意義。
　　型鋼高強(qiáng)高性能混凝土柱的抗震性能一般多采用位移延性來表征。因此建立基于位移延性的型鋼高強(qiáng)高性能混凝土框架柱多目標(biāo)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型將更具有代表意義。本文基于低周反復(fù)加載作用下31榀型鋼高強(qiáng)高性能混凝土框架柱的試驗(yàn)結(jié)

2、果,通過考慮混凝土強(qiáng)度、軸壓比、剪跨比和配箍率四個(gè)參數(shù)對(duì)位移延性的影響,利用SPSS軟件進(jìn)行多元非線性回歸,得到型鋼高強(qiáng)高性能混凝土柱的位移延性系數(shù)的計(jì)算公式。本文所提出的計(jì)算公式能夠準(zhǔn)確地反映上述四個(gè)參數(shù)對(duì)位移延性的影響。
　　柱的軸壓比是保證構(gòu)件安全性能的重要指標(biāo),在型鋼高強(qiáng)高性能混凝土多目標(biāo)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型中考慮軸壓比可以有效的控制構(gòu)件不會(huì)過早的破壞。本文根據(jù)柱的界限平衡理論對(duì)型鋼高強(qiáng)高性能混凝土柱的軸壓比進(jìn)行推導(dǎo),對(duì)比試驗(yàn)成果

3、,給出了不同混凝土強(qiáng)度等級(jí)的型鋼高強(qiáng)高性能混凝土柱的軸壓比限值。
　　最后,本文選取合理的設(shè)計(jì)變量,構(gòu)造滿足經(jīng)濟(jì)性、安全性的多目標(biāo)優(yōu)化函數(shù),結(jié)合規(guī)范和已有的型鋼高強(qiáng)高性能混凝土框架柱的研究成果,建立了型鋼高強(qiáng)高性能混凝土框架柱的多目標(biāo)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型,并利用MATLAB軟件編寫相關(guān)程序,提出了綜合采用粒子群算法,內(nèi)點(diǎn)懲罰函數(shù)法和目標(biāo)規(guī)劃法的方法求解該數(shù)學(xué)問題。優(yōu)化結(jié)果證明了本文所建數(shù)學(xué)模型的正確性及所采用優(yōu)化算法的有效性。