鋼筋桁架樓承板優(yōu)化設(shè)計(jì)研究.pdf

1、鋼結(jié)構(gòu)住宅作為新興的第三代建筑逐漸在國內(nèi)發(fā)展起來,其施工工期較短,結(jié)構(gòu)空間使用率高,且具有卓越的抗震性能,符合住宅產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展要求。對于鋼結(jié)構(gòu)住宅來說,樓板體系是其中一個重要組成部件。鋼筋桁架組合樓板是一種新型組合樓板,具有施工速度快、結(jié)構(gòu)受力性能優(yōu)越等優(yōu)點(diǎn)。在施工階段,鋼筋桁架組合樓板不需要支模,而是利用構(gòu)件中的鋼筋桁架提供的剛度,無支撐長度較大,滿足鋼結(jié)構(gòu)住宅對于施工速度的要求;使用過程中,鋼筋桁架組合樓板中的鋼筋桁架、底部鋼板和混

2、凝土形成復(fù)合結(jié)構(gòu)共同承受荷載。
　　論文在對鋼筋桁架組合樓板抗彎性能試驗(yàn)研究基礎(chǔ)上,從滿足施工及設(shè)計(jì)需求出發(fā),對新型組合樓板優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行研究。介紹了優(yōu)化算法,并初步建立了鋼筋桁架樓板優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型。開展鋼筋桁架樓板抗彎性能試驗(yàn),并建立試件有限元模型,通過試驗(yàn)結(jié)果對比分析,驗(yàn)證有限元模型建立的可靠性。開展了鋼筋桁架組合樓板優(yōu)化分析,為了使優(yōu)化過程和結(jié)果可靠收斂于全局最優(yōu),將零階方法和一階方法結(jié)合,把鋼筋桁架高度、鋼筋桁架間距和鋼

3、筋直徑作為設(shè)計(jì)變量,強(qiáng)度、變形等作為約束條件,在使用階段以造價(jià)為目標(biāo)函數(shù),在施工階段綜合考慮鋼筋用量和樓板厚度為目標(biāo)函數(shù),建立優(yōu)化模型,進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。
　　通過研究,給出了優(yōu)化次數(shù)與設(shè)計(jì)變量、狀態(tài)變量和目標(biāo)函數(shù)的關(guān)系,得到優(yōu)化設(shè)計(jì)成果,并對優(yōu)化成果對比分析,經(jīng)過優(yōu)化計(jì)算的樓板受力更加合理,而且節(jié)約材料。對優(yōu)化樓板的校核計(jì)算表明,優(yōu)化后的樓板符合設(shè)計(jì)原理,與原設(shè)計(jì)方案相比,其應(yīng)力、變形指標(biāo)均得到了改善。論文分析了材料價(jià)格、材料強(qiáng)度、