多層鋼框架結構的優(yōu)化設計分析.pdf

1、多層鋼結構住宅作為未來民用建筑中推廣的主要形式之一，具有廣闊的發(fā)展前景。然而由于在我國起步相對較晚，設計水平和施工技術還不是很成熟，經濟效果不是很好。針對這些問題，本文對多層鋼結構的優(yōu)化設計進行了研究，以期待合理地使用材料，提高設計的效率，降低工程造價。
　　 結構優(yōu)化設計是將力學概念與優(yōu)化技術結合起來，以計算機為工具，在滿足各種規(guī)范和規(guī)定的前提下，來研究結構最優(yōu)設計方案的一種方法．與傳統(tǒng)的結構設計相比，結構優(yōu)化設計更科學，其設

2、計方案更為合理，能夠達到經濟性與安全性的協(xié)調與統(tǒng)一。進行結構優(yōu)化設計的應用研究，具有很大的現(xiàn)實意義。
　　 本文敘述了結構優(yōu)化設計原理和方法，分析了鋼結構設計的基本原理并給出了相關設計公式。在此基礎上，借助于ANSYS軟件創(chuàng)建了實際工程的有限元模型，并對結構進行了分析計算，利用APDL語言編寫程序完成了結果數(shù)據(jù)的提取，這不僅對結構的原始設計進行了有效的檢驗，而且還進行了優(yōu)化參數(shù)的賦值，為結構的優(yōu)化設計做了必要的準備。然后在結構最

3、不利荷載組合的情況下，利用ANSYS自帶的優(yōu)化工具箱對結構進行了優(yōu)化設計。優(yōu)化后結構構件的截面尺寸均得到了明顯地改善，取得了很好的經濟效果。同時又對不同優(yōu)化方法下的結果進行對比，發(fā)現(xiàn)一階方法比零階方法精確度高，優(yōu)化效果好，但應避免其收斂到局部最小值。并采用等截面柱的模型進行優(yōu)化對比，指出了多層結構采用等截面柱的可行性。通過對優(yōu)化結果進行驗證，表明ANSYS的優(yōu)化方法確實是一種行之有效的方法。它不僅可以提高設計效率．彌補設計人員經驗不足，