框架鋼結(jié)構(gòu)的研究及優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、鋼結(jié)構(gòu)在我國(guó)應(yīng)用越來(lái)越廣，因現(xiàn)行設(shè)計(jì)方法存在一些缺陷以及鋼材價(jià)格攀升不下，做出最優(yōu)方案減少造價(jià)具有現(xiàn)實(shí)經(jīng)濟(jì)意義。鋼結(jié)構(gòu)框架體系是其中應(yīng)用較多的一方面，在工業(yè)廠房及民用建筑有廣泛的應(yīng)用。目前，框架鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一般采用試算法：初定結(jié)構(gòu)的參數(shù)(結(jié)構(gòu)布置和各種構(gòu)件的截面形式)，然后根據(jù)約束條件選擇截面尺寸，并通過(guò)結(jié)構(gòu)計(jì)算做適當(dāng)修正后，一般就作為最終方案，往往導(dǎo)致結(jié)構(gòu)用鋼量的增加。在框架鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，利用現(xiàn)行的優(yōu)化設(shè)計(jì)理論和計(jì)算機(jī)技術(shù)，可以快速

2、有效的解決工程設(shè)計(jì)優(yōu)化問(wèn)題。
　　 國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者對(duì)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)理論及方法做了大量的研究工作，但可應(yīng)用于工程中的優(yōu)化設(shè)計(jì)理論較少，特別是對(duì)于空間框架鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。本文結(jié)合武漢某汽車展廳六層框架鋼結(jié)構(gòu)，基于滿應(yīng)力設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)優(yōu)化算法，利用有限元分析軟件，進(jìn)行二次開發(fā)，對(duì)此六層框架鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。
　　 首先，本文介紹了框架鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論，包括二階彈性分析方法、二階彈塑性分析方法，設(shè)計(jì)規(guī)范所采用的二階彈性分析簡(jiǎn)化方法計(jì)

3、算簡(jiǎn)單，但無(wú)法精確考慮二階效應(yīng)的影響；高等分析法過(guò)于復(fù)雜，未達(dá)到實(shí)用階段。
　　 其次，針對(duì)框架鋼結(jié)構(gòu)并在本文中的工程實(shí)例的基礎(chǔ)上，總結(jié)鋼結(jié)構(gòu)組合樓板計(jì)算方法與原則、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)計(jì)算原則與注意事項(xiàng)。
　　 再次，建立ANSYS有限元模型，模擬了承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)共四種荷載工況下的結(jié)構(gòu)受力特征，利用APDL參數(shù)化語(yǔ)言編程，以框架鋼結(jié)構(gòu)用鋼量最少為目標(biāo)函數(shù)，以構(gòu)件截面尺寸為設(shè)計(jì)變量，以規(guī)范要求的強(qiáng)度、剛度、構(gòu)造要