本文關(guān)鍵詞：SRC框架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：型鋼混凝土(Steel reinforced concrete,簡稱:SRC)框架結(jié)構(gòu)是由型鋼埋入鋼筋混凝土中形成的具有整體性、能夠共同受力的新興結(jié)構(gòu)形式,其明顯優(yōu)于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)與鋼結(jié)構(gòu)受力性能的簡單疊加。與鋼結(jié)構(gòu)相比,由于SRC結(jié)構(gòu)外包混凝土的約束作用,可以有效防止鋼構(gòu)件的局部屈曲,顯著提高鋼結(jié)構(gòu)的整體剛度,使鋼材的強(qiáng)度得以充分發(fā)揮。此外,外包混凝土的保護(hù)層還增加了結(jié)構(gòu)的耐久性和耐火性。與RC結(jié)構(gòu)相比,由于配置了具有良好變形能力的型鋼,大大提高了構(gòu)件的延性,尤其是采用實(shí)腹式型鋼(H型鋼、工字型鋼、槽鋼等)的SRC構(gòu)件,其抗剪承載力的提高,顯著改善了受剪破壞時(shí)的脆性性質(zhì),提高了結(jié)構(gòu)的抗震性能。本文采用有限元分析軟件ANSYS,在考慮恒載、活載以及風(fēng)載的情況下,對歷城高中一棟12層的SRC框架結(jié)構(gòu)辦公樓進(jìn)行整體的靜力分析和模態(tài)分析。由于實(shí)際工程結(jié)構(gòu)中存在的問題往往十分復(fù)雜,多種因素甚至是不確定因素的影響對整個(gè)框架結(jié)構(gòu)的參數(shù)化建模和優(yōu)化設(shè)計(jì)很難實(shí)現(xiàn)。為了方便起見,從整棟框架結(jié)構(gòu)中選擇底層,第四軸處的一榀具有代表性的框架構(gòu)件采用分離式參數(shù)化建模進(jìn)行研究,充分考慮型鋼和混凝土材料的非線性特征,進(jìn)行非線性受力分析。然后以SRC結(jié)構(gòu)的研究成熟結(jié)論以及現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范和設(shè)計(jì)理論中所規(guī)定的設(shè)計(jì)基本要求、計(jì)算要點(diǎn)和構(gòu)造措施為約束條件;以框架結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)造價(jià)為目標(biāo)函數(shù);往往由于局部最優(yōu)解的出現(xiàn),一種優(yōu)化算法不易確定優(yōu)化結(jié)果的可靠性,本文利用ANSYS優(yōu)化模塊提供的“零階優(yōu)化算法”和“一階優(yōu)化算法”分別對SRC框架構(gòu)件以型鋼、受拉縱筋、混凝土截面尺寸以及型鋼截面形心到受拉邊緣的距離為設(shè)計(jì)變量進(jìn)行優(yōu)化分析。最后,通過對最佳優(yōu)化序列與案例的經(jīng)濟(jì)效益對比分析,造價(jià)優(yōu)化效率大致在10%左右,呈現(xiàn)出顯著的優(yōu)化成效,對以后工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的推廣起到推動作用。
【關(guān)鍵詞】：SRC 框架結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì) ANSYS有限元分析 參數(shù)建模
【學(xué)位授予單位】：遼寧工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TU398.9
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 1 緒論9-15
• 1.1 引言9-10
• 1.2 型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的概述與優(yōu)化現(xiàn)狀10-14
• 1.2.1 SRC結(jié)構(gòu)的截面形式10
• 1.2.2 SRC結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)10-11
• 1.2.3 SRC結(jié)構(gòu)的發(fā)展及應(yīng)用11-13
• 1.2.4 結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的研究內(nèi)容及意義14-15
• 2 ANSYS有限元結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)原理15-24
• 2.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)15-18
• 2.1.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型15-17
• 2.1.2 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的分類17
• 2.1.3 優(yōu)化設(shè)計(jì)方法17-18
• 2.2 ANSYS有限元結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析18-23
• 2.2.1 ANSYS結(jié)構(gòu)優(yōu)化原理18-19
• 2.2.2 ANSYS優(yōu)化設(shè)計(jì)方法19-23
• 2.3 SRC框架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的有限元實(shí)現(xiàn)23-24
• 3 SRC梁的優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算以及數(shù)學(xué)模型的建立24-33
• 3.1 梁正截面承載力計(jì)算過程24-26
• 3.1.1 基本假定24-25
• 3.1.2 計(jì)算過程25-26
• 3.2 斜截面承載力計(jì)算過程26-27
• 3.3 框架梁數(shù)學(xué)模型27-33
• 3.3.1 SRC規(guī)范要求27-30
• 3.3.2 數(shù)學(xué)建模30-33
• 4 SRC柱的優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算以及數(shù)學(xué)模型的建立33-47
• 4.1 柱正截面受壓承載力計(jì)算過程33-42
• 4.1.1 軸心受壓33-34
• 4.1.2 偏心受壓34-42
• 4.2 斜截面承載能力計(jì)算過程42-43
• 4.3 框架柱數(shù)學(xué)模型43-47
• 4.3.1 設(shè)計(jì)變量43-44
• 4.3.2 目標(biāo)函數(shù)44
• 4.3.3 約束條件44-47
• 5 SRC框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)案例分析47-70
• 5.1 工程案例的基本概況47
• 5.2 ANSYS建立參數(shù)化框架模型47-53
• 5.2.1 單元類型的選取48-50
• 5.2.2 本構(gòu)關(guān)系與破壞準(zhǔn)則50-52
• 5.2.3 網(wǎng)格的劃分52-53
• 5.3 結(jié)構(gòu)分析53-62
• 5.3.1 靜力分析53-56
• 5.3.2 模態(tài)分析56-62
• 5.4 框架構(gòu)件優(yōu)化設(shè)計(jì)62-70
• 6 結(jié)論與展望70-71
• 參考文獻(xiàn)71-73
• 致謝73

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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9 姜q，

本文編號：251544