多層鋼框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)分析.pdf

1、多層鋼結(jié)構(gòu)住宅作為未來民用建筑中推廣的主要形式之一，具有廣闊的發(fā)展前景。然而由于在我國(guó)起步相對(duì)較晚，設(shè)計(jì)水平和施工技術(shù)還不是很成熟，經(jīng)濟(jì)效果不是很好。針對(duì)這些問題，本文對(duì)多層鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究，以期待合理地使用材料，提高設(shè)計(jì)的效率，降低工程造價(jià)。
　　 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)是將力學(xué)概念與優(yōu)化技術(shù)結(jié)合起來，以計(jì)算機(jī)為工具，在滿足各種規(guī)范和規(guī)定的前提下，來研究結(jié)構(gòu)最優(yōu)設(shè)計(jì)方案的一種方法．與傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相比，結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)更科學(xué)，其設(shè)

2、計(jì)方案更為合理，能夠達(dá)到經(jīng)濟(jì)性與安全性的協(xié)調(diào)與統(tǒng)一。進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的應(yīng)用研究，具有很大的現(xiàn)實(shí)意義。
　　 本文敘述了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)原理和方法，分析了鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原理并給出了相關(guān)設(shè)計(jì)公式。在此基礎(chǔ)上，借助于ANSYS軟件創(chuàng)建了實(shí)際工程的有限元模型，并對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析計(jì)算，利用APDL語(yǔ)言編寫程序完成了結(jié)果數(shù)據(jù)的提取，這不僅對(duì)結(jié)構(gòu)的原始設(shè)計(jì)進(jìn)行了有效的檢驗(yàn)，而且還進(jìn)行了優(yōu)化參數(shù)的賦值，為結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)做了必要的準(zhǔn)備。然后在結(jié)構(gòu)最

3、不利荷載組合的情況下，利用ANSYS自帶的優(yōu)化工具箱對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。優(yōu)化后結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面尺寸均得到了明顯地改善，取得了很好的經(jīng)濟(jì)效果。同時(shí)又對(duì)不同優(yōu)化方法下的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)一階方法比零階方法精確度高，優(yōu)化效果好，但應(yīng)避免其收斂到局部最小值。并采用等截面柱的模型進(jìn)行優(yōu)化對(duì)比，指出了多層結(jié)構(gòu)采用等截面柱的可行性。通過對(duì)優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，表明ANSYS的優(yōu)化方法確實(shí)是一種行之有效的方法。它不僅可以提高設(shè)計(jì)效率．彌補(bǔ)設(shè)計(jì)人員經(jīng)驗(yàn)不足，