本文關(guān)鍵詞：SRC框架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計研究，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,使鋼材的強度得以充分發(fā)揮。此外,外包混凝土的保護層還增加了結(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)辦公樓進行整體的靜力分析和模態(tài)分析。由于實際工程結(jié)構(gòu)中存在的問題往往十分復雜,多種因素甚至是不確定因素的影響對整個框架結(jié)構(gòu)的參數(shù)化建模和優(yōu)化設計很難實現(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)化建模進行研究,充分考慮型鋼和混凝土材料的非線性特征,進行非線性受力分析。然后以SRC結(jié)構(gòu)的研究成熟結(jié)論以及現(xiàn)行設計規(guī)范和設計理論中所規(guī)定的設計基本要求、計算要點和構(gòu)造措施為約束條件;以框架結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟造價為目標函數(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計變量進行優(yōu)化分析。最后,通過對最佳優(yōu)化序列與案例的經(jīng)濟效益對比分析,造價優(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)化設計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)化設計 ANSYS有限元分析 參數(shù)建模
【學位授予單位】：遼寧工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：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10-11
• 1.2.3 SRC結(jié)構(gòu)的發(fā)展及應用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)化設計的研究內(nèi)容及意義14-15
• 2 ANSYS有限元結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計原理15-24
• 2.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計15-18
• 2.1.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計數(shù)學模型15-17
• 2.1.2 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計的分類17
• 2.1.3 優(yōu)化設計方法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)化設計方法19-23
• 2.3 SRC框架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計的有限元實現(xiàn)23-24
• 3 SRC梁的優(yōu)化設計計算以及數(shù)學模型的建立24-33
• 3.1 梁正截面承載力計算過程24-26
• 3.1.1 基本假定24-25
• 3.1.2 計算過程25-26
• 3.2 斜截面承載力計算過程26-27
• 3.3 框架梁數(shù)學模型27-33
• 3.3.1 SRC規(guī)范要求27-30
• 3.3.2 數(shù)學建模30-33
• 4 SRC柱的優(yōu)化設計計算以及數(shù)學模型的建立33-47
• 4.1 柱正截面受壓承載力計算過程33-42
• 4.1.1 軸心受壓33-34
• 4.1.2 偏心受壓34-42
• 4.2 斜截面承載能力計算過程42-43
• 4.3 框架柱數(shù)學模型43-47
• 4.3.1 設計變量43-44
• 4.3.2 目標函數(shù)44
• 4.3.3 約束條件44-47
• 5 SRC框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設計案例分析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)化設計62-70
• 6 結(jié)論與展望70-71
• 參考文獻71-73
• 致謝73

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉進紅;;框架結(jié)構(gòu)中的建筑與建筑中的框架結(jié)構(gòu)[J];山西建筑;2008年16期

2 李國強;框架結(jié)構(gòu)P-△效應的簡捷計算[J];工業(yè)建筑;1991年03期

3 趙玉星,孟曙光,賈甲,張波;設置附加剪彎桿的大跨度框架結(jié)構(gòu)[J];山東建筑工程學院學報;2000年03期

4 萬瑞明 ,范平;非地震區(qū)底框架結(jié)構(gòu)耐火穩(wěn)定性分析[J];甘肅消防;2000年02期

5 黃志強,黃志斌;跨變框架結(jié)構(gòu)的設計[J];浙江建筑;2001年S1期

6 王滋軍,劉偉慶;中高層鋼筋混凝土異形柱框架結(jié)構(gòu)設計方法研究[J];南京建筑工程學院學報(自然科學版);2002年01期

7 王春;框架結(jié)構(gòu)構(gòu)造措施不可忽視[J];建筑工人;2004年07期

8 李楠,李檸;不同施工順序?qū)ΜF(xiàn)澆預應力混凝土框架結(jié)構(gòu)的影響[J];遼寧建材;2005年05期

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本文編號：251544