轴心受压冷弯薄壁单轴对称截面的整体稳定优化设计

在复杂薄壁截面的几何性质精确计算的基础上,结合<冷弯薄壁型钢结构技术规范>(GB 50018-2002)提出一种轴心受压开口冷弯薄壁单轴对称截面的整体稳定优化设计方法,建立了其优化数学模型,采用SQP算法求解该优化数学模型获得最优设计.算例表明该方法是有效的,为轴心受压单轴对称复杂截面的设计提供了一种很好的计算机辅助优化设计方法.     

《冷弯薄壁型钢结构技术规范》的发展

我国的《冷弯薄壁型钢结构技术规范》自1969年规范草案颁布至今已有40年,其间经历了3次修订,内容不断得到充实和完善。除介绍我国规范的发展过程、制修订过程的特点和规范的特色外,还重点介绍了几版规范的若干重要成果的发展,包括设计方法、冷弯效应、轴心受压构件的稳定系数、双轴对称截面压弯构件的稳定承载力、单轴对称开口截面轴心受压和压弯构件的换算长细比、受压板件的屈曲后强度和有效宽厚比、连接计算、薄壁型钢结构的防腐等。还讨论了规范修订的展望,提出了在规范再次修订时应主要考虑的三个方面：即应增加高强超薄壁冷弯型钢结构的设计与构造内容;应增加厚壁冷弯型钢结构的设计与构造内容;应增加冷弯薄壁型钢结构的抗震设计内容。     

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。     

单轴对称截面轴心受压构件的弯扭屈曲设计问题

阐述单轴对称截面轴心受压构件弯曲屈曲和弯扭屈曲两种失稳形式,以及绕截面对称轴弯扭屈曲换算长细比的计算方法和应用实例。     

屈服强度550MPa高强冷弯薄壁型钢结构轴压构件承载力计算模式研究

本文收集了目前国内外屈服强度550MPa高强钢材冷弯薄壁型钢结构轴心受压构件的试验数据,参考现行的《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB 50018—2002),对其承载力的合理计算模式进行了系统研究。结果表明,现行规范考虑板组约束计算截面有效宽厚比的方法对屈服强度550MPa高强钢材冷弯薄壁型钢结构轴心受压构件极限承载力的计算是可靠的。     

冷弯薄壁卷边槽钢轴心受压构件承载力计算的折减强度法

为了研究冷弯薄壁卷边槽钢轴心受压构件的极限承载力,对15根轴心受压的冷弯薄壁卷边槽钢进行了破坏性试验,并采用有限元分析方法对试件进行模拟分析,有限元计算结果与试验结果吻合良好,验证了有限元方法的有效性,然后对典型截面构件进行大量的有限元参数分析。研究结果表明：冷弯薄壁卷边槽钢轴心受压构件的极限承载力随着构件翼缘宽厚比、腹板高厚比、长细比以及钢材强度的增大而减小。通过参数分析得到了考虑局部屈曲、整体屈曲和畸变屈曲影响的构件屈服强度折减系数,提出了冷弯薄壁卷边槽钢轴心受压构件承载力计算的折减强度法及其相应计算公式,且通过试验验证了本文折减强度法计算卷边槽钢轴心受压构件极限承载力的适用性。     

冷弯薄壁型钢组合截面受压构件受力性能与设计方法研究

冷弯薄壁型钢截面高效,在建筑钢结构领域得到广泛应用,随着冷弯型钢房屋结构布局、建筑层数等的变化,拼合截面构件的应用也越来越多。文中首先简要介绍了北美和我国关于冷弯薄壁型钢组合截面受压构件的设计方法,然后综述了国内外在冷弯薄壁型钢拼合截面受压构件的受力性能和设计方法方面的的研究成果,最后在分析的基础上提出冷弯薄壁型钢组合截面受压构件亟需解决的相关研究问题。     

屈服强度550MPa高强冷弯薄壁型钢结构轴心受压构件可靠度分析

本文采用二阶矩概率法,考虑强度、截面几何参数、计算模式、外荷载等不定因素的影响,针对屈服强度550MPa高强冷弯薄壁型钢轴心受压构件的可靠度进行了分析,并考虑材料特性,在已有试验的基础上对其承载力计算方法、目标可靠指标及强度设计指标的合理选取进行了研究。结果表明,在按厚度分类合理确定高强冷弯薄壁型钢的强度设计指标后,可依据现行的《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB 50018—2002)给定的考虑板组稳定计算截面有效宽厚比的方法对其轴心受压构件的极限承载力进行有效分析,并满足预定设计可靠指标的要求。     

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。     

钢异形柱弯扭相关屈曲研究

用弹性薄壁柱理论,推导了开口任意截面柱弯扭屈曲相关方程,并由此简化到单轴对称截面、双轴对称截面经典方程。进而研究了L形柱轴向受压的承载力即φ-λ曲线,以便工程设计应用。     

高层剪力墙结构优化设计与含钢量分析

结合某工程实例,从结构方案的选型、荷载的选取、设计过程细节的处理及构造措施等方面探讨了影响高层剪力墙结构含钢量的各种因素,并特别对剪力墙结构优化设计进行了详细分析,为结构设计提出了合理建议,以达到建筑结构安全性与经济性的统一。     

基于稳定理论的单斜式桁架优化设计

单斜式平行弦型钢桁架在实际工程中应用广泛,当跨度、荷载及材料、杆件截面形式一定时,桁架的用料及造价取决于腹杆的倾角。钢结构设计规范规定α角取值在[30°6,0°],但在设计中,α角究竟取何值才能使桁架用料最省、造价最低,对这个问题,至今理论上还没有明确的结论。本文针对该问题进行了研究,讨论了此类桁架结构参数的优化设计问题。在满足结构的强度及稳定条件的基础上,利用压杆稳定设计直接法建立优化设计的数学模型,使用数值方法进行求解,得出了α角最优值计算公式。通过算例分析进一步证明了本文结论的可靠性,为此类桁架结构的优化设计提供了理论依据。     

罚函数法及在钢筋混凝土梁优化设计中的应用

分别从内点法、外点法、混合法介绍了罚函数这．种方法,然后对矩形截面钢筋混凝土简支梁分别用罚函数法中的三种方法进行了优化设计,并对罚函数法中的三种优化结果进行了比较,通过比较得出对于优化设计来说应该选择合适的方法。     

冷弯薄壁型钢构件的直接强度法

直接强度法(DSM)是一种不采用有效截面而取用全截面对冷弯薄壁型钢构件进行设计的全新方法。该法可计算冷弯薄壁型钢板件屈曲后的构件承载力,还可计算畸变屈曲构件的承载力。介绍了直接强度法的基本概念、发展现状、研究成果和设计方法等。用实例说明了直接强度法的计算过程,供设计研究参考。     

连云港体育馆幕墙钢结构设计

以连云港体育馆幕墙钢结构设计为例,对幕墙中钢结构设计及其连接的受力特点进行了介绍和分析,探讨了幕墙中结构设计的特殊性。为工程设计中应用提供了有益的参考,同时针对幕墙中钢结构设计提出了一些建议。     

一种应用于预应力钢结构的混合优化设计算法

提出了一种综合运用数学规划法、满应力准则法和遗传算法的混合优化设计算法,解决预应力钢结构优化设计中两类变量、三个方面的优化设计问题,分别为连续变量、非连续变量和形状优化、截面优化、预应力优化。通过算法原理分析和算例计算,表明该优化算法有一定的应用价值。     

幕墙大分格大变位时结构胶的优化设计方法

摘要：通过对硅酮结构密封胶基本力学性能的分析,以及对JGJ102--2003《玻璃幕墙工程技术规范》中关于结构胶宽度和厚度计算公式的解读,针对大分格幕墙系统可能产生大变位情况下硅酮结构密封胶的设计提出了优化方案,此类方案安全性更高,且能更好地节约成本、降低造价。     

钢结构住宅结构体系优化设计研究

考虑不同抗震设防要求,以用钢量为优化目标,遵循受力合理、安全可靠原则,采用有限元分析和优化设计相结合的方法,对常见的7层钢结构住宅结构体系进行设计。根据设计结果分析比较各种结构体系在不同条件下的安全性能、抗侧向变形性能、抗震性能和用钢量的区别,得到一些有工程应用意义的结论,可供多层钢结构住宅工程设计参考。     

高层钢结构建筑TLD风振舒适度控制优化设计

高层钢结构风振舒适度控制是结构设计的一项重要内容。介绍了ＴＬＤ 钢结构系统风振舒适度控制优化设计方法、步骤及算例。     

苏州大润发商厦屋顶钢架设计

以苏州东环路大润发商厦屋顶钢架设计为实例,对幕墙中钢结构设计及其连接的受力特点进行了介绍和分析,探讨了幕墙中结构设计的特殊性。为工程设计中应用提供了有益的参考,同时针对幕墙中钢结构设计提出了一些建议。