桁架和剛架結(jié)構(gòu)兩層面承載能力優(yōu)化設(shè)計(jì)研究.pdf

1、工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)可在滿足安全性要求下，通過合理使用材料，有效節(jié)省結(jié)構(gòu)耗材量，達(dá)到節(jié)省造價的目標(biāo)。目前傳統(tǒng)方法通常依據(jù)設(shè)計(jì)荷載下結(jié)構(gòu)彈性受力狀態(tài)開展優(yōu)化設(shè)計(jì)，其結(jié)果難以保證結(jié)構(gòu)在罕遇荷載、極限荷載下進(jìn)入彈塑性狀態(tài)時的整體安全性。鑒于此，本文在已有研究成果基礎(chǔ)上，結(jié)合滿應(yīng)力準(zhǔn)則法開展桁架和剛架結(jié)構(gòu)兩層面承載能力優(yōu)化設(shè)計(jì)研究，主要工作包括:
　　1、建立了能保證構(gòu)件和結(jié)構(gòu)兩層面安全的桁架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。引入結(jié)構(gòu)極限承載力分析的彈性模量

2、縮減法（簡記為EMRM），提出了基于構(gòu)件承載比的桁架結(jié)構(gòu)高低承載構(gòu)件識別準(zhǔn)則，依據(jù)截面強(qiáng)度和安全系數(shù)之間的正比例關(guān)系建立了高承載構(gòu)件截面強(qiáng)度的調(diào)整策略，系統(tǒng)提出了桁架結(jié)構(gòu)兩層面承載力設(shè)計(jì)方法，進(jìn)而提出了以均勻承載作為優(yōu)化準(zhǔn)則的低承載構(gòu)件截面強(qiáng)度策略，實(shí)現(xiàn)了桁架結(jié)構(gòu)兩層面承載力的優(yōu)化。
　　2、建立了能保證構(gòu)件和結(jié)構(gòu)兩層面安全的剛架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法?？紤]到剛架結(jié)構(gòu)在組合內(nèi)力下的承載特點(diǎn)，提出了矩形和工字型截面幾何參數(shù)的反演計(jì)算方法。

3、同時根據(jù)構(gòu)件截面的齊次廣義屈服函數(shù)建立了剛架結(jié)構(gòu)高承載和低承載構(gòu)件的識別準(zhǔn)則，提出了高承載和低承載構(gòu)件的截面強(qiáng)度調(diào)整策略，系統(tǒng)建立了剛架結(jié)構(gòu)兩層面承載力優(yōu)化設(shè)計(jì)的均勻承載準(zhǔn)則法。通過與傳統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的滿應(yīng)力準(zhǔn)則法對比分析，驗(yàn)證了本文方法的有效性。
　　3、研究了桁架和剛架結(jié)構(gòu)兩層面優(yōu)化設(shè)計(jì)的主要影響因素及基本規(guī)律。針對優(yōu)化分析主要影響參數(shù)——EMRM收斂容差、強(qiáng)度調(diào)整增強(qiáng)系數(shù)和優(yōu)化收斂容差進(jìn)行影響因素分析。進(jìn)而，在綜合考慮計(jì)算精度、