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  • 简介:为了满足降低造价的需求,通过算例分析考察了屈曲约束支撑和普通支撑混合布置方式的经济性和结构合理性。针对一个八层典型学校建筑,设计了20个结构方案,其中采用了抗弯框架、中心支撑框架、屈曲约束支撑框架和下部楼层屈曲约束支撑、上部楼层普通支撑的混合框架等四种结构体系。比较了这些方案的结构综合造价以及由弹塑性时程分析得到的强震反应,结果表明:屈曲约束支撑框架和混合框架在7度以上烈度地区比抗弯框架和中心支撑框架更经济;对于混合布置方案,地震烈度越高,更多楼层安装屈曲约束支撑将更经济;在混合布置方案中,上部楼层的普通支撑可能加大下部楼层的柱轴力,使其过早破坏,因而这些柱的截面有必要适当加大;合理设计的混合布置方案与屈曲约束支撑框架在抗震性能上相接近。

  • 标签: 屈曲约束支撑 普通支撑 混合布置 抗震性能
  • 简介:在索杆膜找形分析的基础上,在进行索杆膜混合结构的协同荷载分析时,引入弹性T单元,建立了弹性T单元的非线性平衡方程组,并推导了弹性T单元的切线刚度矩阵.利用全Newton-Raphson方法求解此非线性方程组,运用Fortran95计算机语言,编制了相应的计算程序.最后对工程实例进行了验算,其结果与德国著名索膜设计软件Easy进行了对比.结果表明,该程序具有较高的精确度.

  • 标签: 索杆膜结构 单元力密度法 协同荷载分析 Newton-Raphson迭代法
  • 简介:索膜结构的找形和荷载分析的精度及周期是索膜建筑设计的关键.传统的分析方法在保证精度和缩短周期上不能兼顾.在使用动力松弛法和非线性有限元法进行大量算例和工程分析的基础上,提出了结合这两种方法的混合法.这种方法在保证分析精度的同时,可以大大缩短分析的时间.同时考虑到实际工程的复杂性,提出了保证混合法可靠性的零荷载检验方法.结合一个实际工程阐述了这种方法的分析流程,给出了在各种荷载作用下的受力性能.

  • 标签: 张拉膜结构 动力松弛法 非线性有限元法 混合法 零荷载检验
  • 简介:高烈度地区某超高层结构地面以上部分57层,地面到大屋面高度为246.25m,采用钢管混凝土柱型钢梁钢筋混凝土核心筒伸臂桁架结构体系.通过多遇地震、设防地震和罕遇地震作用下的结构受力性能分析,论证了结构的抗震安全性.介绍了核心筒剪力墙、外围框架柱以及加强层等关键部位的设计思路.通过工程实践验证了高烈度地区混合结构通过合理的结构体系设计形成多道抗震防线,保证结构整体安全性能的可行性.

  • 标签: 超高层结构 抗震安全性 高烈度地区 混合结构 抗震防线
  • 简介:本文对平衡矩阵理论进行了系统研究,建立了两节点索、杆、梁单元的平衡矩阵的一般形式,并对各种加劲梁、张弦梁结构等索杆梁混合单元体系的初始预应力分布的确定和截面设计进行了分析.依据本文理论采用VC++6.0编制了相应程序模块,算例分析验证了本文方法的正确性.

  • 标签: 预应力 索杆梁混合单元体系 平衡矩阵 截面设计 张拉体系
  • 简介:通过楼板将两种变形特性完全不同的结构体系连接而成混合结构,在受力性能上与框架结构、简体结构既具有一定的联系,又有本质的区别。本文以一30层外部为钢框架、内部为混凝土核心筒组成的混合结构为例.采用通用有限元程序SAP2000分别计算了钢框架结构、混凝土简体结构及混合结构,比较了三种结构体系的受力性能;通过调整楼板型式和板厚,探讨了楼板刚度对混合结构受力性能的影响。结果表明,采用混合结构使得结构变形、内力沿高度方向趋于均匀,受力性能得以改善;采用梁板体系能有效地减轻剪力滞后;随着楼板刚度的增加,结构高阶自振周期增大,侧移减少。层间剪力、楼层弯矩及总钢框架承担剪力、弯矩增加;而钢框架承担总剪力、弯矩百分比减少。

  • 标签: 楼盖刚度 混合结构 水平荷载 受力性能 剪力滞后
  • 简介:目前还没有关于混合结构中组合钢梁与剪力墙连接节点剪切强度的设计规定。本文对该问题进行了理论与试验研究。组合梁处混凝土破坏时其支座应力除与混凝土的抗压强度有关外,还与组合梁的宽度和剪力墙的宽度比值有关。本文通过试验确定组合梁和剪力墙连接节点抗剪强度的影响因素。试验中考虑了影响节点延性的钢筋构造特征。其构造包括梁翼缘上栓钉的排列、数量等,

  • 标签: 连接节点 剪切强度 混合结构 剪力墙 组合梁 混凝土破坏
  • 简介:近年来,国内一些起重机厂家开发了性能优化的轻量系列吊车产品,其轮压值及小车重量较旧有系列吊车显著减轻,当钢结构厂房应用此类吊车时,可较大幅度的降低吊车梁与刚架的用钢量.本文介绍了按新旧系列不同参数计算吊车梁及门式刚架用钢量的结果比较及量化的规律分析,有助于钢结构设计中扩展思路与优化设计.

  • 标签: 钢结构厂房 吊车梁 门式刚架 用钢量 优化设计 结构设计
  • 简介:桁架结构优化设计中普遍存在约束的作用.现有优化设计一般采用满应力法和遗传优化优化方法,编程复杂.本文介绍了优化设计软件LING010.0的功能、特点、使用方法和使用注意事项等,建立了桁架结构优化设计的数学模型,采用LINGO软件的全局优化方法求解.实例计算表明,采用LINGO的全局优化方法能获得全局优化解,且方法简单,值得推广应用.

  • 标签: 桁架结构 优化设计 LINGO语言 全局优化
  • 简介:结合一栋52层、高224.8m的超高层混合结构,对比分析了楼面钢梁连接方式对带加强层的超高层混合结构的性能、施工进度、造价等多方面的影响.分析结果表明,超高层混合结构楼面梁宜用两端铰接或与外框柱刚接、与核心筒铰接的连接形式;通过设置加强层形成刚臂-核心筒抗侧力结构体系能够有效抵抗水平荷载;楼面梁两端铰接与两端刚接相比能够节省约10%的上部结构造价.

  • 标签: 超高层混合结构 楼面钢梁连接形式 技术经济性分析 加强层 伸臂桁架
  • 简介:采用有限元方法对3个混合结构T形新型墙梁半刚接耗能节点的构造及受力性能进行了分析,并与试验结果进行了比较。揭示了新型全栓接半刚性节点弯矩-转角关系、承载力、延性、耗能能力等力学性能。分析结果表明:通过合理选择有限元分析数值模型,可较好地预测该新型节点的受力性能,为今后进行数值、试验和分析影响因素奠定了基础;通过拆换该节点的顶、底角钢来满足"中震可修"的抗震性能目标;解决了墙梁刚性节点施工中的困难,完全避免了现场焊接,具有低碳和环保的优点。

  • 标签: 半刚接耗能节点 T形钢梁 非线性有限元分析 顶、底角钢
  • 简介:新颖又古老的互承型结构的形状生成是其广泛应用的首要亟待解决问题.介绍了影响构型的基本参数,任意参数的变化均会造成整体形状的改变,致使传统建模方法无法有效实现这种结构模型的生成.通过对基本单元分析,探索了以遗传算法为代表的群体随机搜索方法和以Broyden-Fletcher-Goldfarb-Shanno(BFGS)拟牛顿法为代表的单点搜索优化方法解决互承结构形状生成问题的有效性.算例表明后者对指定构型及参数的互承结构成形具有更高的效率.

  • 标签: 互承型结构 遗传算法 BFGS 拟牛顿法 形状生成
  • 简介:分析了非线性变壁厚扁球壳的有矩内力,将其表达成辐角φ的函数.运用塑性理论中的Tresea屈服条件,进行结构弹塑性阶段的内力研究.并用优化理论的满应力指数法分段进行壁厚的满应力优化设计.给出扁球网壳各杆件的最优尺寸.通过一个算例说明非线性扁球网壳优化设计的过程,并给出内力计算的表格和材料选用的表格.实现非线性扁球网壳的优化设计.

  • 标签: 非线性 扁球网壳 满应力 优化设计
  • 简介:空间网格结构优化的设计参数很多,如结构高度、网格数、构件截面尺寸等.这些参数的量级或量纲不同,优化比较困难.运用改进的遗传算法进行空间网格结构的形状和截面优化,考虑了结构变形、压杆稳定、长细比等约束条件.采用拉格朗日乘子法对约束条件和优化函数进行处理,得到用于分析的无约束函数,提高遗传算法的运行效率.使用MATLAB遗传算法工具箱提供的函数编制了包含连续、不连续实数变量和整数变量的混合变量编码的结构优化程序.算例分析表明,程序可靠,算法收敛较快.

  • 标签: 空间网格结构 优化 遗传算法 多参数 MATLAB
  • 简介:针对5种典型单层球面网壳结构型式(联方型、施威德勒型、凯威特型、三向格子型和短程线型),本文采用基于离散变量的序列两级截面优化算法对一百个不同跨度(30m~60m)、不同矢高(1/3~1/7)的网壳进行截面优化设计,在截面优化设计结果中提取选型所需的优秀样本,一个优秀样本由3部分组成:跨度,矢跨比和该跨度、矢跨比下用钢量最少的网壳结构类型;然后利用BP人工神经网络对复杂非线性映射关系的模拟能力建立网壳跨度、矢跨比与用钢量最少的网壳型式之间的映射关系,避免了结构选型优化的多维、多重非线性模型的求解困难,通过截面优化简便地实现了网壳结构的选型优化

  • 标签: BP神经网络 截面优化 选型优化
  • 简介:针对索穹顶在风振作用下的优化设计问题,基于线性滤波法,采用MATLAB软件对索穹顶进行风速时程模拟.以风振作用下索穹顶的总体横向位移、整体预应力水平、总重量为目标函数建立优化模型,采用ISIGHT软件集成ANSYS,基于NSGAII遗传算法,对索穹顶进行了多目标函数优化.优化结果表明:在风振作用下,总体横向位移增加少许,但整体预应力水平与总重量都得到较大的降低,优化结果具有较高的经济性与力学合理性.

  • 标签: 索穹顶 风速时程 风振响应 NSGA II 遗传算法
  • 简介:基于肥皂泡成型原理,提出了一种气枕形态优化方法,并用APDL编写了相应的程序.通过对比分析圆形ETFE气枕的优化结果与理论值,验证了优化方法的准确性.同时,利用编制的程序对三角形、菱形、六边形、椭圆形等ETFE气枕进行了优化分析,并考察了边界空间位置变化对六边形气枕找形的影响.分析表明,在内部气压与起拱高度一定的情况下,本文提出的找形优化方法可确定气枕的最优形状和膜内应力.

  • 标签: ETFE气枕 肥皂泡 找形 优化
  • 简介:以结构重量为目标函数,考虑构件稳定应力约束、强度应力约束、长细比约束和结构位移约束,对弦支穹顶结构进行了尺寸优化设计研究.为有效引入位移约束,采用位移关于构件截面积梯度分量权重来增加构件截面积.为提高设计变量的搜索效率,对钢管、钢索和钢拉杆规格库进行了优化排序处理,显著提高了优化搜索速度.采用优化设计方法,对深圳大运会篮球馆屋盖弦支穹顶结构进行了尺寸优化设计研究.研究结果表明,在构件稳定应力、强度应力、长细比和结构刚度(位移约束)等约束满足设计要求前提下,结构用钢量显著减少.优化设计方法搜索速度很快,应用简单,可用于大型弦支穹顶结构设计中.

  • 标签: 弦支穹顶结构 尺寸优化设计 预应力钢结构 环索预应力设计 深圳大运会篮球馆屋盖结构
  • 简介:本文探讨了建筑工程中常用的旋转壳建筑形式与结构的优化问题.其中包括建筑形状的条件极值优化,结构壁厚的塑性极限满应力优化,壳体在承载时的钢筋混凝土结构整体优化等.每一种优化都给出了算例.

  • 标签: 旋转壳 形状优化 整体优化 塑性极限应力