考虑理想失效模式型钢混凝土框架优化.pdfVIP

56 低 温 建 筑 技 术 2012年第7期 (总第 169期) 考虑理想失效模式型钢混凝土框架优化 童军福，刘 琳 ，周鸿霖 (西安建筑科技大学土木工程学院． 西安 7100S51 【摘 要】 型钢混凝土构件因具有承载力大、刚度大、构件截面尺寸小、良好的延性以及较好滞回特性及耗 能性能，被越来越广泛地应用。目前关于型钢混凝土框架的优化、可靠度及失效模式的研究也比较多，可将失效 模式与优化相结合的多 目标优化研究比较少，本文考虑理想失效模式利用遗传算法对型钢混凝土框架进行多目 标优化。 【关键词】 型钢混凝土框架；多目标优化；理想失效模式；遗传算法 【中图分类号】 TU375．4 【文献标识码】B 【文章编号】 1001—6864(2012)07—0056—03 型钢混凝土结构因其 良好的受力性能及变形性 能越来越被广泛应用 ，学者对于型钢混凝土结构受力 V IIIIIIlIII 性能及失效模式的研究越来越多且越来越深入 ，可对 于其机构优化方面的研究少之甚少，可见将来对于型 钢混凝土结构优化设计研究有很大前途。 近年来发生的一系列破坏性地震造成了惨重 的 人员伤亡和巨大的经济损失，研究怎样使结构在地震 图1门式框架竖向计算筒图 作用下由非理想的整体倒塌失效模式式(如发生突 通过查阅资料以及别人的实验研究发现 门式框 然 ，或对应低临界荷载值等)向理想模式(如有征兆地 架共有以下9种失效模式 ，见图2。 发生，或对应高临界荷载值等)转化迫在眉睫。 综上所述，考虑失效模式的型钢混凝土结构的优 f＼、1 厂] f＼1 f、、1 f、、1 化具有重要意义，本文将失效模式和结构优化相结合， (1) (2) 圆 (4) (5) 探讨适合型钢混凝土框架优化的有效方法。 厂] ‘ ．n n 1 优化设计简要过程 广1 本文提出的优化方法主要通过以下步骤实现：① 囝【 c7) (9) (10) 建立优化模型；②通过 ANSYS建立参数化模型；③利 图2门式框架失效模式简图 用遗传算法进行优化。 1．1 失效模式讨论 本课题是经济效益与失效模式双 目标优化，从图 门式框架计算简图见图1。 中看出，失效模式(1)、(2)是符合本课题要求的理想 样，给出的具体计算公式也不一样，但是公式中考虑的 [2] GB50017—2003，中国钢结构规范[s]． 影响因素和公式得出的思路基本相同。 [3] 崔佳，魏明钟，赵熙元，但泽义．钢结构设计规范理解与应用 [M]．北京：中国建筑工业出版社，2004． (3) 虽然在某些 问题的处理上，也许英国规范 [4] 张耀春，周绪红．钢结构设计原理[M]．北京：高等教育出版 更加简便，而中国规范则考虑得更加全面，但并不能说 社，2oo4． 明用哪一种规范更好，因为每一条规定都有其使用背 [5] 彭俊生，罗永坤．结构概念分析与SAP2000应用[M]．成都： 景和要参照的具体情况。这就需要在选用规范的时