【摘要】：基于"投資-效益"準則,建立SRC框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化數(shù)學模型,優(yōu)化目標包括初始造價及結(jié)構(gòu)失效損失期望最小化兩部分。利用加權(quán)系數(shù)調(diào)整兩者重要程度。為獲得結(jié)構(gòu)失效損失期望值計算結(jié)構(gòu)失效概率;為獲得接近實際的失效概率,對SRC框架結(jié)構(gòu)進行模糊可靠度分析,主要內(nèi)容包括:確定SRC框架結(jié)構(gòu)抗震目標性能水平量化值,建立結(jié)構(gòu)模糊功能函數(shù),提出考慮模糊性Monte Carlo法。將SRC框架結(jié)構(gòu)優(yōu)化過程調(diào)整為含內(nèi)外兩層的迭代過程,外層對優(yōu)化模型進行計算,內(nèi)層對結(jié)構(gòu)進行模糊可靠度分析�？紤]優(yōu)化模型中設計變量、約束條件過多、目標函數(shù)非線性程度較高等特點,提出適用于SRC框架結(jié)構(gòu)的分階段優(yōu)化計算方法。通過對一榀單跨三層SRC框架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計,表明所提優(yōu)化方法可獲得理想、可靠的設計效果。
【圖文】：

孟隆盎猗就旰謾斃閱�、“中道@蘋怠斃閱�、“�?重破壞”性能);i荘fi(X)為SＲC框架結(jié)構(gòu)基于該性能i失效時的模糊失效概率，可利用第2節(jié)理論進行計算;［Pfi］為相應目標值;Cfi為SＲC框架結(jié)構(gòu)相應于該性能i失效時的損失值，見文獻［4］;i荘fi(X)Cfi為SＲC框架結(jié)構(gòu)在該性能i失效時的損失期望值;gj(X)=0，hj(X)≤0分別為等式、不等式約束。3SＲC框架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計基于模糊可靠度的優(yōu)化設計迭代過程包含內(nèi)外兩層，外層對優(yōu)化模型進行優(yōu)化計算，內(nèi)層對結(jié)構(gòu)進行模糊可靠度分析，流程見圖1。圖1SＲC框架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計方法流程圖Fig．1TheflowchartaboutoptimizationdesignmethodofSＲCframestructure為簡化優(yōu)化過程，對SＲC框架結(jié)構(gòu)優(yōu)化前，先采用規(guī)范方法設計，獲得較合理的設計結(jié)果，并將該結(jié)果中梁、柱構(gòu)件的混凝土強度等級、縱向受力鋼筋、梁側(cè)構(gòu)造鋼筋、箍筋作為優(yōu)化模型常量，將梁柱截面尺寸、型鋼截面尺寸作為優(yōu)化設計迭代過程初始值。無論規(guī)范設計或優(yōu)化設計，梁、柱構(gòu)件截面中全部采用對稱充滿型實腹型鋼—焊接工字鋼。SＲC框架結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型設計變量為X=bij，chij，cbij，bhij，bbafij，cbafij，btafij，ctafij，bhwij，chwij，btwij，ctwij，bAaij，bAaij，[]c(13)式中:bij，c，hij，c分別為SＲC框架第i層第j根柱寬、高度;bafij，c，tafij，c分別為第i層第j根柱型鋼翼緣寬、厚度;hwij，c，twij，c分別為第i層第j根柱型鋼腹板高、厚度;bij，b，hij，b分別為第i層第j根梁寬、高度;bafij，b，tafij，b分別為第i層第j根梁型鋼翼緣寬、厚度;hwij，b，tw

[l]分別為SＲC框架結(jié)構(gòu)在中震、大震下層間位移角限值(表1)。文中未解釋的字母含義見規(guī)范［7～10］。3．2算例3．2．1工程概況3層SＲC框架結(jié)構(gòu)，見圖2。8度(0．2g)抗震設防乙類建筑，，場地為第一組Ⅱ類。據(jù)規(guī)范［6－9］設計，獲得框架梁、柱截面配筋見圖3～圖6。其中優(yōu)化初始設計參數(shù)為:混凝土強度等級C35;型鋼采用Q235。為方便總費用計算，本文按市場價將材料單價調(diào)整為:混凝土1×10－3元/mm3;型鋼2．886×10－2元/mm3;縱向鋼筋2．340×10－2元/mm3;箍筋2．106×10－2元/mm3。圖2SＲC框架立面圖(單位:mm)Fig．2TheelevationdrawingofSＲCframe(Unit:mm)圖3底層SＲC框架梁截面配筋圖Fig．3ＲeinforcementfiguresofSＲCframeunderlyingbeamsection采用MATLAB語言將SＲC框架結(jié)構(gòu)(圖1)優(yōu)化設計方法編制計算程序?qū)ζ?圖2)進行優(yōu)化分析，程序主要包括:①地震反應有限元分析;②SＲC框架結(jié)構(gòu)層間變形概率分布類型檢驗;③結(jié)構(gòu)模糊可靠度計算(在結(jié)構(gòu)模糊可靠度計算中，以層間變形為SＲC框架結(jié)構(gòu)破壞準則);④結(jié)構(gòu)離散變量優(yōu)化計算［12－13］。有限元分析程序、層間變形概率分布檢驗程序及可靠度計算程序為嵌套在優(yōu)化計算程序中，實際運行92振動與沖擊2015年第34卷
【作者單位】： 西安建筑科技大學土木工程學院;
【基金】：國家科技支撐計劃(2013BAJ08B03) 國家自然科學基金(51108376,50978218) 高等學校博士學科點專項科研基金(20106120110003) 陜西省科研項目(2012K12-03-01,2011KTCQ03-05)
【分類號】：TU398.9

【參考文獻】

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本文編號：2517232