型鋼混凝土框架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計方法研究.pdf

1、現(xiàn)今關(guān)于型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的試驗研究資料和各國相關(guān)規(guī)范都明確表明型鋼與混凝土之間存在著粘結(jié)滑移的問題，并且這種粘結(jié)滑移現(xiàn)象對結(jié)構(gòu)受力性能有顯著的影響。 本文基于型鋼混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件受力性能和型鋼與混凝土間粘結(jié)滑移理論的研究成果，提出了型鋼混凝土框架結(jié)構(gòu)桿系模型單目標離散型變量優(yōu)化設計方法。該優(yōu)化設計方法中，設計變量取結(jié)構(gòu)構(gòu)件幾何尺寸、截面尺寸、材料強度、型鋼截面尺寸，目標函數(shù)取型鋼混凝土框架結(jié)構(gòu)全部結(jié)構(gòu)材料的造價，約束條件為型鋼混凝土

2、組合結(jié)構(gòu)基于粘結(jié)滑移的研究結(jié)論以及現(xiàn)行設計規(guī)程中所規(guī)定的合理的設計基本要求、計算要點和構(gòu)造措施。 優(yōu)化設計的基本思路是，首先根據(jù)工程經(jīng)驗初步確定結(jié)構(gòu)布局、構(gòu)件幾何與截面尺寸、材料強度，并采用有限單元法按桿系模型對框架結(jié)構(gòu)進行不同載荷工況下的內(nèi)力分析；然后將結(jié)構(gòu)離散為梁、柱構(gòu)件，根據(jù)各載荷工況下構(gòu)件幾何尺寸及相應的內(nèi)力分析結(jié)果，進行結(jié)構(gòu)構(gòu)件各設計變量的分部優(yōu)化。在分部優(yōu)化中采用求解離散變量的混合懲罰函數(shù)法進行優(yōu)化設計，優(yōu)化計算的初

3、期主要按連續(xù)變量進行計算，隨著迭代進行，變量的離散性很快起控制作用，最后收斂到指定的離散值；修改構(gòu)件的設計變量，并將其重新整合得新的結(jié)構(gòu)方案。重復上述迭代過程，直至獲得結(jié)構(gòu)構(gòu)件各設計變量的最佳取值。最后，結(jié)合實例計算并與原始方案進行經(jīng)濟效益對比分析，提出各主要設計參數(shù)的最佳取值。 本研究為型鋼混凝土框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設計提供了實用方法與途徑，其不僅符合于工程實際，且能夠體現(xiàn)規(guī)范的要求，為其它型鋼混凝土結(jié)構(gòu)以及鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)的優(yōu)化