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

1、目前,型鋼高強高性能混凝土(SRHSHPC)框架柱已經(jīng)在國內(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)計研究還較少,因此對其進行綜合優(yōu)化設(shè)計研究具有深遠(yuǎn)的現(xiàn)實意義。
　　型鋼高強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榀型鋼高強高性能混凝土框架柱的試驗結(jié)

2、果,通過考慮混凝土強度、軸壓比、剪跨比和配箍率四個參數(shù)對位移延性的影響,利用SPSS軟件進行多元非線性回歸,得到型鋼高強高性能混凝土柱的位移延性系數(shù)的計算公式。本文所提出的計算公式能夠準(zhǔn)確地反映上述四個參數(shù)對位移延性的影響。
　　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)件不會過早的破壞。本文根據(jù)柱的界限平衡理論對型鋼高強高性能混凝土柱的軸壓比進行推導(dǎo),對比試驗成果

3、,給出了不同混凝土強度等級的型鋼高強高性能混凝土柱的軸壓比限值。
　　最后,本文選取合理的設(shè)計變量,構(gòu)造滿足經(jīng)濟性、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高性能混凝土框架柱的研究成果,建立了型鋼高強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。