基于混合惩罚函数法的型钢混凝土框架柱优化设计

基于型钢混凝土结构构件的粘结滑移理论和受力性能研究,提出了型钢混凝土框架结构柱单目标离散型变量优化设计方法。设计变量取结构构件几何尺寸、截面尺寸、材料强度和型钢截面尺寸,目标函数取构件的造价,约束条件为型钢混凝土组合结构基于粘结滑移理论的设计计算理论以及现行设计规范中所规定的合理的设计基本要求、计算要点和构造措施。为型钢混凝土框架结构的优化设计提供了实用方法与途径,亦可为其他型钢混凝土结构的优化设计提供参考。     

框架结构整体承载力优化设计的改进方法

为解决框架结构整体承载力优化设计方面存在的问题,建立了多内力组合下矩形和工字形截面几何参数的调整方法,并通过引入强化迭代系数提出了框架结构整体承载力优化设计的改进方法。首先,通过弹性模量缩减法分析框架结构在组合内力下的损伤演化过程,据此确定框架结构在构件和整体2个层面的承载力需求。然后提出了强化迭代系数并确定了其取值,据此调整构件截面强度,建立了结构整体承载力优化设计的加速迭代格式,其可保证框架结构在构件和整体2个层面上的安全性需求并优化结构耗材。同时,为实现截面强度调整在结构计算模型中的更新,建立了多内力组合作用下矩形和工字形截面几何参数调整公式,可根据截面强度调整需求进行截面几何参数的调整。最后,通过与满应力优化准则法对比分析验证了所提方法的合理性。结果表明:采用构件截面几何参数调整方法和加速迭代格式,强化迭代系数取1.001～1.020时,所提方法迭代收敛速度快,且能够获得承载性能和经济性能均优的框架优化设计方案。     

迎客大桥牵索挂篮施工总体计算分析

结合在建的迎客大桥斜拉桥牵索挂篮施工实例,通过简化构件计算,确定了构件截面尺寸及性质,拼接成整体结构并运用ANSYS软件进行了有限元分析计算和优化设计,模拟挂篮各种工况下的应力和变形,为牵索挂篮施工提供了参考。     

焊接H形截面钢压弯构件截面优化设计

手算法选择压弯钢构件截面时,往往要经过多次尺寸调整后才能满足强度、整体稳定、局部稳定、刚度几方面的要求,计算过程既繁又慢,且不易得到最优截面。为改进这一计算过程,给出了满足设计条件的长细比,截面高宽比的迭代计算公式,编写了相应的截面优化计算机程序。算例表明,用程序优化设计的钢压弯构件可比手算法节省钢材12%左右。     

基于ANSYS技术的双轴对称工字型截面梁优化设计

双轴对称工形截面钢梁在土木工程中有着广泛的应用,对这种受弯构件的设计目前采用的是试算法,在进行结构设计时,往往需要进行大量的计算工作。根据优化设计原理给出梁优化设计的数学模型,利用通用有限元计算软件ANSYS对某平台梁进行优化实例分析,得出优化结果,并根据优化结果提出构件设计的建议。     

钢结构管道支架的优化设计

介绍了钢结构管道支架的一般设计原则及常用结构类型,以某钢厂大型煤气管道支架设计为例,用有限元方法计算了钢构件采用不同截面时的应力及自重,通过比较分析,总结出合理、经济的管道支架优化设计原则,以达到优化设计的目的。     

钢筋混凝土受弯构件正截面设计优化分析

通过对钢筋混凝土单筋矩形截面受弯构件相对受压区高度的经济分析,提出了单筋矩形截面受弯构件相对受压区高度的经济取值范围。可简单地通过估算截面高度或控制截面相对受压区高度的方法达到优化设计的目的。     

张拉整体结构预应力优化设计的序列两级算法

研究了张拉整体结构的预应力优化设计问题。采用奇异值分解法计算结构的自应力模态 ,以自应力模态组合系数和构件截面面积为设计变量 ,建立了优化设计的数学模型 ,提出了求解该问题的序列两级算法 ,算例表明了该方法的有效性和正确性。     

采用钢筋混凝土本构关系计算构件正截面承载力

采用双模量弹性理论研究了钢筋混凝土构件正截面承载力的计算。利用钢筋混凝土构件受压应力与应变本构关系,由截面静力平衡条件推导出了采用钢筋混凝土本构关系计算构件正截面承载力的方法,并将该方法应用于受弯构件和短柱的正截面承载力的计算。最后通过算例将该方法的计算结果与相关规范方法的计算结果进行比较。     

钢筋砼矩形截面受弯构件的优化设计

本文对钢筋砼矩形截面受弯构件提出一种优化设计的方法,并给出了程序框图。     

钢筋混凝土双向偏心受压构件正截面承载力简捷计算法

本文介绍了直接计算钢筋混凝土双向偏心受压构件纵向钢筋截面面积的简捷计算方法,并把双向偏心受压构件的计算问题转化为类似于单向偏心受压构件的计算问题。该法既可用于设计截面,也可用于复核截面,计算简便,计算准确性较高。     

变截面悬臂构件挠度计算的等效惯性矩法

基于顶点位移相等原理导出了变截面悬臂构件挠度计算的等效惯性矩法,将变截面构件挠度计算的复杂积分运算转化为等截面等效柱的惯性矩计算,力学概念明确.算例表明,等效惯性矩法简便实用,适用性广,精度较高,是变截面构件挠度计算的有效方法.     

基于混合变量的预张力结构优化设计研究

探讨了以预张力和截面尺寸为设计变量的预张力结构优化设计问题.建立了预张力结构优化设计的数学模型,提出了基于混合变量的预张力结构优化设计的两级算法.第一级优化以预张力作为设计变量,采用基于连续变量的数学规划法进行搜索,第二级优化在固定预张力状态下,在构件截面尺寸变量级采用离散变量优化设计方法求解.从文中算例可看出,该方法具有较好的计算效率和收敛性.     

带有钢管混凝土柱的结构抗侧力优化设计方法研究

钢管混凝土桩在超高层建筑中使用最为广泛,而已有的高层建筑抗侧力优化设计的位移约束条件显式表达方法的公式推导中,其研究对象多只限于矩形截面构件。本文采用虚功原理推导了圆形钢管混凝土截面的位移约束条件的显式表达公式,并在优化设计过程中用到的基于刚度等效原则的等效直径计算方法,将钢管混凝土等效为素混凝土柱,进而调用SAP2000应用程序接口(API)设计程序进行结构优化设计,以一由矩形截面梁和钢管混凝土柱组成的简单平面框架结构为案例,进行风荷载作用下的结构优化设计,验证了本文公式推导的正确性以及优化收敛过程的稳定性。     

一种弓形截面砼梁正截面承载力的数值分析

本文讨论了受压区位于削弱一侧的弓形截面砼受弯构件正截面承载力的数值分析方法,并编写了用于截面校核和配筋计算的电算程序,该程序亦可用于圆形截面礤受弯构件的正截面承载力计算。     

大跨结构箱形曲梁承载性能的影响因素分析

以合肥新桥国际机场航站楼箱形曲梁构件为背景,针对曲梁的截面形式(长宽比)、截面板厚以及曲梁构件的轴线曲率对构件极限承载力的影响做了参数分析。采用ANSYS有限元软件进行建模计算,得到了上述三种参数的影响。计算发现,截面高宽比增加可增加构建承载力,翼缘板厚和腹板厚的增加会导致截面承载力基本呈线性增加,随着截面曲率半径R的增大,会使截面承载力呈先增后减的变化趋势。本文的计算结果也为曲梁构件的设计和研究提供了理论依据。     

T形、L形截面钢筋砼双向压弯构件正截面承载力的研究

对１１根Ｔ形、６根Ｌ形及２根矩形截面钢筋砼双向压弯构件进行了试验研究,在此基础上用电算程序进行理论计算,结果与试验结果吻合较好。同时还根据大量电算分析揭示了Ｔ形、Ｌ形截面双向压弯构件正截面承载力的变化规律。最后,编写了用于配筋计算的电算程序,该程序亦适用于其它任意截面形状压弯构件的正截面承载力计算。     

混凝土梯形构件正截面受弯承载力计算方法

根据文献 [1]矩形构件正截面受弯承载力计算公式及其纵向受拉钢筋截面面积计算方法 ,推导出了混凝土梯形构件正截面受弯承载力计算公式及其纵向受拉钢筋截面面积计算方法 ,并将其受弯承载力计算系数制成了表格 ,可供大家设计梯形梁时使用     

冷弯开口薄壁帽型截面受压钢构件压弯承载力的研究

对冷弯开口薄壁帽型截面受压构件的压弯极限承载力进行了分析研究,主要考虑构件长细比、荷载偏心距和构件初弯曲对压弯极限承载力的影响。利用MATLAB7.0.1和ANSYS10.0计算得到受压构件基于截面边缘纤维屈服准则的临界荷载和弹性弯扭屈曲荷载,进而利用ANSYS10.0对受压构件的弹塑性极限荷载进行了计算。通过对三种不同的计算方法得到的极限荷载进行比较,分析了冷弯开口薄壁帽型截面受压构件压弯极限承载力的计算方法。结论中评价了单轴对称截面压弯构件的设计公式。研究表明,该设计公式具有一定的安全储备,满足设计要求。     

钢筋砼双向受弯构件的强度计算及其简化方法

本文用国内外试验资料进一步论证了“构件变形后平截面保持为平面”的计算假定。按照这个假定,提供了任意配筋矩形截面双向受弯构件强度的具体计算公式。还提出了对称配筋矩形截面双向受弯构件强度的简化计算方法。