淺析鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的整體分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)-高新艷.pdf

本文應(yīng)用有限元分析軟件ANSYS對(duì)鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行了整體靜力分析、模態(tài)分析和地震反應(yīng)譜分析，同時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)具有造價(jià)低、平面布置靈活、便于標(biāo)準(zhǔn)化施工等優(yōu)點(diǎn)，使其成為我國已建建筑的重要結(jié)構(gòu)形式，而且在未來仍將保持

良好的發(fā)展前景。因此，尋求該結(jié)構(gòu)的科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方法，對(duì)保證建筑安全、提高建筑投資效益是必要而迫切的。結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)是在滿足各種規(guī)范或某些特定要求的條件下使結(jié)構(gòu)的某種廣義性能指標(biāo)(如重量、造價(jià)、剛度等)為最佳。優(yōu)化設(shè)計(jì)集專業(yè)設(shè)計(jì)理論、數(shù)學(xué)最優(yōu)化方法和算機(jī)技術(shù)于一體，為工程設(shè)計(jì)提供了一種重要的科學(xué)設(shè)計(jì)方法，能夠大大提高設(shè)計(jì)效率和設(shè)計(jì)質(zhì)量。

本文研究的主要內(nèi)容由以下三部分組成：

1．建立以造價(jià)最小和延性最大為目標(biāo)的數(shù)學(xué)優(yōu)化模型，把各層框架構(gòu)件的截面尺寸作為設(shè)計(jì)變量，強(qiáng)度、側(cè)移、軸壓比等作為約束條件，進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，選出最優(yōu)方案。

2．提取出各組合的內(nèi)力值后，按照現(xiàn)行規(guī)范計(jì)算了各層主梁、次梁和柱子的配筋，以及結(jié)構(gòu)的延性、側(cè)移、軸壓比等。

3．建立符合實(shí)際情況的ANSYS實(shí)體模型，對(duì)模型做在恒載、活載和水平地震作用下的空間整體分析，進(jìn)行內(nèi)力組合，得出結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)

力和變形圖。進(jìn)行模態(tài)分析后，得到了結(jié)構(gòu)的自振特性及結(jié)構(gòu)的主振型。結(jié)合模態(tài)分析的結(jié)果，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了地震加速度反應(yīng)譜分析，得到了結(jié)構(gòu)的抗震特性。

本文的研究不僅可用于鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，而且，對(duì)其它結(jié)構(gòu)形式的建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)也具有一定的參考價(jià)值。