基于改进萤火虫算法的杆系结构拓扑优化

基于萤火虫算法的基本原理及相应的改进策略,研究了离散变量杆系结构的拓扑优化问题。通过对初始萤火虫位置和位置更新公式进行离散,以使该算法适用于离散变量优化问题;同时,为克服在优化初期寻优速度慢的问题,对公式中的吸引力项进行改进,提出一种兼顾寻优效果和收敛速度的改进萤火虫算法。以基结构法为结构初始拓扑生成方法,以杆件截面为优化变量,以结构质量最轻为优化目标,提出了一种基于改进萤火虫算法的杆系结构拓扑优化方法。利用该方法分别对平面桁架和空间桁架结构进行拓扑优化分析,证明了所提方法的可行性和高效性。     

新型双回路窄基角钢塔的结构优化设计

本文提出一种新型的110kV双回路窄基角钢塔,并研究其结构优化设计。文中采用有限元法的梁和桁架混合单元建立窄基角钢塔结构的力学模型;采用萤火虫算法,以结构强度、稳定性和挠度为约束条件,以结构的重量为优化目标,对窄基角钢塔各杆件截面尺寸进行优化设计。优化分析结果减轻了窄基角钢塔结构重量,达到了充分利用各杆件的力学性能和节约成本的目的。本文结构优化设计的方法可为同类工程提供借鉴。     

浅谈高压输电线路钢管杆结构优化设计

钢管杆便于城市规划而且设计灵活多变，越来越广泛应用于城区、郊区输电线路工程。文章通过分析钢管杆的受力特点，分析总结影响钢管杆性能的各项参数，并对钢管杆设计参数进行对比优化，为广大输电线路结构设计的工作人员提供参考。     

基于杆端缩尺的钢桁架结构二次优化

领结式整体节点通过杆端截面高度的缩尺设计,可有效降低矩形钢管桁架结构的次内力。以简支Warren桁架为研究对象,采用ANSYS软件进行了钢桁架结构基于杆端缩尺的优化设计,分析了主要结构参数对桁架最小用钢量的影响规律。其中,设计变量包括杆件截面壁厚、缩尺高度比和缩尺长度比,约束条件包含结构竖向刚度、截面应力、杆件稳定、结构整体稳定等,杆件稳定系数的取值则依据杆端缩尺压杆承载力的有限元分析结果。结果表明,钢桁架采用杆端缩尺设计并适当提高缩尺段钢材强度等级之后,结构用钢量比一次优化（未缩尺）更为节省。     

750kV格构式构架杆系结构设计优化

750kV配电装置构架是750kV变电站土建设计的重点、难点。从750kV输变电示范工程开始,借鉴国内外变电构架的成功设计经验,研究出适用于750kV户外配电装置的构架形式:钢管格构式构架。钢管格构式构架目前已成为国内750kV和1 000kV构架设计的首选结构形式。为了使钢管格构式构架的建造更加经济、合理,以哈密南750kV变电站工程为背景,对750kV格构式构架从柱腹杆、横隔、零杆等杆系布置进行结构设计优化及技术经济比较,研究结果表明:优化后的结构形式安全可靠,简化了构架立面,降低了构架用钢量,取得显著的经济效果,设计优化方案已经在工程设计中得以应用,可为后续750kV和1 000kV钢管格构式构架设计提供指导和借鉴。     

基于改进蚁群算法的钢管混凝土构件的优化

钢管混凝土结构综合了钢筋混凝土和钢结构的优点,近年来成为我国重要的建筑结构形式之一,在未来也具有广阔的推广前景。本文以纯弯、轴压构件为例,应用改进蚁群算法MATLAB程序建立构件的优化模型。充分利用蚁群算法较强的分步并行和自适应搜索能力,从而跳过了钢管与套箍混凝土之间复杂作用机理的分析。通过对函数的选取和参数的控制,在设计要求范围内对钢管混凝土构件进行了优化,为以后的设计提供了一定的参考。     

双肢钢管格构柱水平抗侧性能研究

文章应用有限元法对双肢钢管格构柱进行了水平抗侧移分析.研究的重点放在腹杆布置形式对格构柱水平抗侧移能力的影响,同时分析了腹杆长细比、分肢长细比对水平抗侧移能力的贡献.为合理设计双肢钢管格构柱提供参考.     

220kV钢管杆的结构分析计算

根据我国输电线路电压的高低以及分布情况,输电的线路杆也在不断地更新换代。以220kV钢管杆的结构来进行分析和计算,详细描述220kV钢管杆设计上的各方面问题,为我国电力事业的发展做出了巨大贡献。     

基于改进型蚁群算法的结构优化设计

结构优化设计中通常含有离散设计变量,本文探讨了如何将改进型蚁群算法应用于含离散设计变量的结构优化问题。以十杆桁架结构离散设计变量优化问题为例进行仿真,仿真结果表明蚁群算法能比较有效地解决含离散设计变量的优化问题。     

腹杆布置体系对钢栈桥上部结构优化分析

以云南省某钢栈桥为例,采用MIDAS/Civil软件建立有限元模型,模拟分析钢栈桥结构受力情况,并通过计算对其进行结构优化分析。考虑全拉单斜式、全压单斜式、一拉一压单斜式、双斜式和网格式5种腹杆布置形式,进行静、动力分析及时程分析,找出比较合理的腹杆布置体系,进而为钢栈桥结构优化设计提供一种新思路和有效的参考。结果表明:采用全拉单斜式腹杆布置形式构造简单、施工方便、经济效益佳,且动力性能和地震作用下时程响应更优,更适用于钢栈桥。     

广州金铂公寓板-柱剪力墙结构设计及节点研究

广州金铂公寓采用的钢管混凝土-板柱结构体系突破了传统板柱-剪力墙结构体系的适用高度范围,其应用的型钢板柱节点是保证结构安全的关键构件.本文对型钢板柱节点的受力性能及安全性进行研究,提出了超高层建筑板柱结构设计关键技术的若干建议。     

某重型钢结构厂房设计

本工程为带有多层行车的重型钢结构厂房,竖向构件采用钢管混凝土格构柱+H型钢柱,屋面采用变截面钢梁。本文主要介绍该工程的结构设计思路、构造要求、计算依据和结果,文中还对钢管混凝土格构柱的设计做了较深入的阐述并对其经济性提出了一些看法。     

基于张拉整体结构思想的索桁结构艺术

1962年巴克明斯特.富勒提出张拉整体结构思想,为之后钢结构的设计创新与蓬勃发展奠定了思想基础.钢结构建筑在中国具有广阔的发展前景,然而,在中国以建筑师的设计思维对钢结构结构及构件艺术进行研究的课题甚少.本文即是从建筑师的设计视角、从张拉整体结构思想引领的新型构件设计这一重要分支入手,通过对钢结构的新型结构及构件设计进行分析,总结出创新构件及结构新形式;探讨了与之对应的结构及构件的艺术表达性与视觉感受性;最后从结构力流塑形、构件创新运用与建筑设计理念三方面对建筑实例进行了分析评论.     

基于离散变量的大跨度钢桁架网壳优化设计

以大型通用有限元软件ANSYS为运行环境,以杆件截面为设计变量,以工程造价为目标函数,采用基于离散变量的满应力法中的应力比法对大跨度空间网架结构进行截面优化设计。同时考虑网架结构的强度、刚度、稳定性、杆件截面尺寸等约束条件。采用FORTRAN语言编制网架优化程序与ANSYS接口。以某煤炭工业厂房的大跨度空间筒壳结构为工程实例,对其进行优化设计,取得了较明显的效果。     

水泥窑尾预热器钢塔架优化设计研究

水泥窑尾预热器塔架是新型干法水泥生产线中的重要构筑物,塔架的结构设计一般参照高层民用建筑进行,但由于荷载条件不同、结构布置受到工艺要求和设备安装限制,塔架在结构布置及性能等方面有一定特殊性。通过对采用钢框架-支撑体系的某水泥窑窑尾预热器塔架进行优化设计,在多方案比选基础上,结合工艺要求,确定了调整钢柱布置减小钢梁跨度、采用方钢管柱和方钢管混凝土柱代替H型钢柱的优化设计方案,塔架主体钢结构用钢量降低约25%。同时研究了窑尾塔架结构的受力特点。     

单次张拉预应力空间立体钢桁架的归并优化设计

基于拉索式空间预应力钢结构优化分析的计算方法，进一步得到了张拉预应力空间钢桁架归并优化计算模型．利用该模型可根据实际设计需要对索张拉空间预应力钢结构单元进行任意的归并优化．本文利用所建立的优化方法对工程中有应用前景的三角立体钢桁架结构进行了优化分析，并讨论了不同参数变化对优化结果的影响，同时结合相应非预应力结构的优化结果进行了对比分析。为工程应用提供了一定的参考依据．     

钢管混凝土混合结构设计原理#br# 及其在桥梁工程中的应用

钢管混凝土混合结构是由钢管混凝土和钢或混凝土通过优化混合而成的一类高性能结构,成为我国强震区桥梁主体结构的优选形式之一。文章简要论述了两种钢管混凝土混合结构的工作机理和设计原理,即：①桁式钢管混凝土结构,由钢管混凝土弦杆和钢管腹杆混合而成的桁式结构;②钢管混凝土加劲混合结构,由内置的多肢桁式钢管混凝土及其外包的钢筋混凝土混合而成的空心结构。文章还论述了钢管混凝土混合结构在桥梁工程中的应用情况,并展望了该类结构的发展前景。     

钢框架结构基于整体优化策略的非线性抗震设计

针对现有抗震优化设计很少考虑结构非线性反应的缺点,提出了整体优化策略,并运用到钢框架结构造价最小的抗震优化设计中。以结构构件截面尺寸为设计变量,结构构件的总体积为目标函数,整体优化策略在以结构弹性强度和弹性变形为约束条件的基础上,增加弹塑性变形为约束条件,与我国抗震设计规范两阶段设计方法相对应,因此基于整体优化策略的优化设计结果可以作为最终的结构设计方案。整体优化策略不仅能够考虑结构的非线性反应,而且可以采用我国抗震规范的相关规定作为约束条件,适用于钢框架结构造价最小的抗震优化设计。     

安庆市全民健身综合训练馆钢屋盖设计

安庆全民健身综合训练馆建筑外形为自由曲面,根据不同建筑分区的特点,屋盖采用双层螺栓球网壳、型钢梁的结构形式。重点阐述网壳屋盖的结构特点和设计参数,并采用不同软件对屋盖体系和整个结构体系进行对比分析,钢屋盖的动力分析表明结构具有可靠的受力性能。对网壳屋盖杆件截面进行优化设计,确保结构的安全性和经济性。     

苏中江都机场航站楼钢屋盖结构设计

苏中江都机场航站楼钢屋盖为波浪式双曲屋面,屋盖结构结合建筑造型要求,采用了多榀钢屋架+单层四边形斜交网格的结构体系。针对钢屋架、斜交网格等不同方案以及抗侧力构件的分析、比较,确定了合理的结构方案。钢屋盖的动力特性和静力分析表明结构具有可靠的受力性能。选用屋盖构件截面、连接节点时充分考虑了外露结构的美观要求,结构较好地体现了建筑形态和设计理念。