大型物流貨架復雜結(jié)構的抗震防災性能分析研究.pdf

1、大型物流貨架復雜結(jié)構的抗震防災性能分析研究是工程應用中一個十分重要且難度較大的課題，它的研究對推動大型立體倉庫在我國的發(fā)展、保障結(jié)構的可靠性、提高結(jié)構的經(jīng)濟性、維護人民生命財產(chǎn)安全具有重要的理論與實用意義。本論文對大型物流貨架的結(jié)構形式作了全面細致地論述，系統(tǒng)研究了大型物流貨架結(jié)構的靜動力特性及地震響應分析方法，并結(jié)合數(shù)學工具提出了一種結(jié)構優(yōu)化的新策略。其主要研究內(nèi)容及創(chuàng)新點摘要如下：首先，在完成大型物流貨架結(jié)構有限元建模的

2、基礎上，對大型貨架結(jié)構體系在承受豎向載荷下的線性靜力性能及水平載荷下的非線性靜力性能進行了詳盡分析。特別針對結(jié)構設計中影響側(cè)移的主要荷載——風荷載，應用非線性靜力分析方法，考慮結(jié)構幾何非線性，引入結(jié)構側(cè)移、層間相對位移、構件軸力、和材料效率指數(shù)等評價指標對大型鋼框架結(jié)構的抗側(cè)性能做了全面的分析研究。另外，分析了貨架主要構件設計參數(shù)的變化以及拉桿不同的布置形式對結(jié)構性能的影響。深入研究了貨架結(jié)構穩(wěn)定性的各項影響因素。以屈曲分

3、析理論為基礎，對貨架結(jié)構的關鍵部件進行了穩(wěn)定性分析，并據(jù)此深入研究了構件尺寸的變化以及構件的布置形式對于貨架結(jié)構穩(wěn)定性的影響。首次將超級有限元法引入大型貨架結(jié)構的分析過程。大型物流貨架結(jié)構體系單元眾多，節(jié)點自由度數(shù)量龐大，在進行非線性或動力計算時存在計算時間過長或受到計算機容量限制的問題。為了清晰、準確地得到大型貨架結(jié)構的動力特性規(guī)律，在對大型貨架結(jié)構不同的計算模型進行基本固有特性分析的基礎上，應用超級元方法對結(jié)構中的主要

4、構件進行參數(shù)分析，從而得出了一些有益于結(jié)構合理設計的結(jié)論。地震響應分析是大型物流貨架結(jié)構分析中的難點之一，本文對貨架結(jié)構地震響應的譜分析及非線性時程分析方法進行了研究。在譜分析中，比較了底部剪力法與美國貨架制造業(yè)協(xié)會的地震響應分析方法的異同，深入研究了多維地震輸入下的結(jié)構響應，并對構件設計參數(shù)改變對地震響應的影響作出了探討。研究了貨架結(jié)構的非線性地震響應時程分析方法，并據(jù)此對地震響應的控制方法進行了探討。比較了在常遇地震作

5、用下時程分析方法與反應譜法分析結(jié)果間的差異，進一步驗證了超級元分析方法的可行性。并以粘彈性阻尼器為例，探討了有效提高結(jié)構抗震性能、減小地震響應的控制方法。針對貨架結(jié)構的設計優(yōu)化，本文提出了基于遺傳算法和神經(jīng)網(wǎng)絡的結(jié)構優(yōu)化策略和方法，并成功地應用于貨架的結(jié)構參數(shù)優(yōu)化。用神經(jīng)網(wǎng)絡學習算法建立貨架結(jié)構設計參數(shù)與結(jié)構質(zhì)量、結(jié)構最大應力、最大位移等的非線性全局映射關系，獲得遺傳算法求解結(jié)構優(yōu)化問題所需的目標函數(shù)，用遺傳算法進行優(yōu)勝劣汰