Ant colony optimisation of spatial steel structures under static and earthquake loading

Optimisation is the process of trying to find out the best possible solution to any problem satisfying constraints. Soft computing is the class of methods which have been inspired by the biological computational methods and nature's problem-solving strategies. Currently, these methods include neural networks, evolutionary computational models such as genetic algorithms, random cost and linguistic models such as fuzzy logic. Ant colony optimisation (ACO) is one such method applied for large engineering combinatorial optimisation problems. A design procedure utilising an ACO technique is developed for discrete optimisation of reticulated steel space trusses. The ACO algorithm is motivated by the analogy with natural phenomena, in particular the ability of a colony of ants to ‘optimise’ their collective endeavours. In this paper, the computational implementation of ACO is presented in a structural design context. The objective function considered is the total weight/cost of the structure subjected to material and performance constraints in the form of stress and deflection limits. In the case of reticulated space trusses, the design variables are the cross-sectional areas of members belonging to various groups. The objective function and constraints are obtained by using structural analysis package FEAST (Anonymous, 1995. FEAST user manual. Trivandrum, India: SEG, SDS Group, ISRO, VSSC) in case of structures subjected to static loading and SAP90 (Anonymous, 1990. SAP90, ETABS, SAFE – computer software for structural and earthquake engineering. Berkeley, CA: Computers and Structures) for earthquake loading for reticulated steel space trusses. The numerical examples presented demonstrate the computational advantage of the ACO for large-scale optimisation problems.     

全张力结构—索桁架施工实践

针对乐清体育中心体育场索桁架施工过程,对索网体系的组装、牵引、安装、张拉等进行了详细介绍,并对预应力拉索在张拉过程中结构的反应进行了分析,并以此为依据进行了监控,指出施工监控结果与计算理论值较吻合,圆满完成了索桁架施工。     

单坡大跨度钢屋架考虑空间作用内力分析

结合抚顺特钢大棒材连轧生产线技术改造工程中的大跨度钢屋架设计,利用结构设计软件SAP2000建立有限元模型,对单榀钢屋架和考虑空间模型钢屋架的内力进行分析。计算结果表明,在相同荷载作用下,钢屋架按空间建模考虑空间作用进行内力分析时,其上弦杆和部分直腹杆的内力值有所减小,钢屋架设计用总钢量降低8.8%左右。分析结果可为同类型工程应用提供参考。     

某高层型钢混凝土空腹桁架转换结构方案对比

针对上海市某高层建筑中的空腹转换桁架,进行了两种方案的对比。研究间隔空腹桁架和叠层空腹桁架两种结构形式的传力路径、内力分布、位移等差异。分别采用两种方案,对整体结构进行抗震性能计算分析,研究其可行性,并给出设计建议。     

矩形钢管混凝土组合桁梁负弯矩区受力性能试验研究

矩形钢管混凝土组合桁梁由混凝土板和矩形钢管混凝土桁架组成,在竖向荷载作用下,其正弯矩区可充分发挥混凝土板和桁架的组合作用,但负弯矩区的力学性能较为薄弱且受拉混凝土板容易开裂。针对这一问题,提出了在负弯矩区混凝土板施加预应力以及布置局部释放剪切作用的剪力钉相结合的组合桁梁结构形式。采用跨中施加反向集中荷载模拟连续梁支点反力的方法,对2榀承受负弯矩的矩形钢管混凝土组合桁梁进行了静力加载试验,对其荷载-位移关系、裂缝发展规律、混凝土板应变分布、桁梁荷载-应变关系、钢与混凝土界面滑移及承载力进行了分析。还根据组合桁梁的简化力学模型对不同加载阶段的结构特征荷载进行了讨论。结果表明：采用局部释放剪切作用的剪力钉和混凝土板施加预应力的组合桁梁结构形式可有效提高其抗裂性能,但对受弯承载力影响较小;在加载过程中混凝土板的开裂和杆件的屈服导致结构塑性变形增大,最终节点处焊缝撕裂,组合桁梁丧失承载力;由简化力学模型计算得到的结构特征内力与实测值吻合较好,可为矩形钢管混凝土组合桁梁负弯矩区的设计和计算提供参考。     

双跨连拱隧道防排水技术

依据广东西部沿海高速公路猫山隧道的施工实践，介绍了双跨连拱隧道的防排水技术，内容包括中隔墙顶部防排水，施工缝的处理，股状、线状水的处治，以及隧道的防排水系统，供类似工程参考。     

钢桁架拱结构固有振动分析

采用有限元分析软件ANSYS对一种钢桁架拱结构进行固有振动分析,同时将钢桁架拱看作倒置的劲性索结构,采用劲性索结构的分析理论--能量变分法分析这类结构的频率,并将得到的结果进行了比较.结果表明,把研究劲性索时推出的计算公式用于桁架拱结构的固有振动分析可取得较好的结果,具有很高的精度,基频误差一般在5%以内,为该类结构的抗震与抗风验算提供了一种新的思路和方法.     

叠合板中桁架钢筋对预制板受力性能的影响

采用混凝土叠合板可在保证结构受力性能的同时,有效地提高结构的装配率.受限于板的整体厚度和相关规范中对现浇层厚度的要求,预制层的厚度通常不能满足刚度需求.国内常采用在预制板中布置桁架钢筋的方法提高预制板刚度.然而目前却没有规范给出桁架钢筋预制板刚度的计算方法,此外,我国应用的桁架钢筋板厚度较薄,尺寸较小,刚度提升效果十分...     

北京大学体育馆钢屋盖预应力桁架壳体结构分析的几个关键问题

本文介绍了2008年奥运会乒乓球比赛馆———北京大学体育馆预应力桁架壳体钢屋盖结构分析的三个关键问题:初始态预应力度的确定、地震作用下屋盖的地震响应分析以及屋盖的极限承载力分析。所有问题均采用非线性有限元分析,其中屋盖的极限承载力采用弹塑性非线性有限元进行分析,同时考虑了几何非线性和滑动支座滑动引起的支承条件的非线性变化。分析结果表明,预应力拉索和滑动支座的积极应用,使屋盖结构成为自平衡体系,提高了屋盖结构的效率,减小了下部支承结构的设计难度;屋盖的极限承载力取决于支座立柱、中央刚性环和屋盖支撑的强度和刚度。