發(fā)布時間：2020-03-19 23:02

【摘要】：結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化是為了在滿足負(fù)荷要求前提下通過尋找最優(yōu)力學(xué)體系或材料分布來減輕自重或體積,從而達(dá)到材料最少或者經(jīng)濟(jì)節(jié)約的目的。結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化研究在近幾十年得到很大發(fā)展,廣泛應(yīng)用在航天航空、汽車制造以及機(jī)械等領(lǐng)域,但在土木建筑領(lǐng)域應(yīng)用較少。土木建筑領(lǐng)域最通用的材料為鋼與混凝土,以兩者作為組合材料構(gòu)成鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、型鋼混凝土結(jié)構(gòu)和鋼管混凝土結(jié)構(gòu)等,應(yīng)用范圍非常廣泛。這方面的拓?fù)鋬?yōu)化研究并不多�，F(xiàn)有的基于拉壓桿模型的方法又較為粗糙。并且在當(dāng)前拓?fù)鋬?yōu)化方法中,許多存在單元鉸接、棋盤格現(xiàn)象、網(wǎng)格依賴、邊界模糊等問題。而基于類桁架材料模型的結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化方法能很好地解決這些問題。基于此,本文對類桁架材料模型進(jìn)行拓展,研究鋼與混凝土組合材料類桁架拓?fù)鋬?yōu)化方法。本文對平面二相正交類桁架材料模型進(jìn)行拓展,形成鋼混凝土結(jié)構(gòu)模型。給出了簡支梁、固端梁和懸臂梁等三個簡單算例,得到相應(yīng)的鋼筋分布圖,并與傳統(tǒng)鋼筋混凝土算法進(jìn)行比較,說明本方法的有效性。對空間三相正交類桁架材料模型進(jìn)行了拓展,形成了鋼混凝土結(jié)構(gòu)空間模型。給出了簡支梁、固端梁和懸臂梁等三個簡單算例,并與鋼混凝土結(jié)構(gòu)模型方法和傳統(tǒng)鋼筋混凝土算法進(jìn)行比較,說明本方法的有效性。進(jìn)一步給出了若干較復(fù)雜的算例,得到相應(yīng)的鋼材料布置方案,并分別與傳統(tǒng)的配筋方式或者拉壓桿模型拓?fù)溥M(jìn)行對比。最終,通過一個十層框架的算例,進(jìn)一步展示了本篇模型在體系上的應(yīng)用。
【圖文】：

類桁架連續(xù)體中的微元體混凝土和鋼材料的微元面積鋼的微元面積

將式(2.26a)、(2.26b)代入式(2.25)得，2 s st d d c ' A E t E tA σ σ = ε + = ε以上所述僅適合于鋼沿一個方向材料的問題。2.2.2 平面二相正交鋼混凝土材料模型如圖 2.3 所示，假設(shè)在滿布混凝鋼材料。鋼材料主軸方向即為這兩組這兩個方向鋼材料的密度。鋼的彈性組鋼材料的應(yīng)力和應(yīng)變，，按照式(2.2i si iσ = E tε, i = 1,2 y2σσα21
【學(xué)位授予單位】：華僑大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TU398.9

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本文編號：2590847