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門式鋼構(gòu)造優(yōu)化規(guī)劃方法及步驟

發(fā)布時(shí)間：[2014-12-10]  查看次數(shù)：5376

佛山鋼構(gòu)：門式鋼構(gòu)造優(yōu)化規(guī)劃方法及步驟

    門架鋼構(gòu)造具有造價(jià)低、重量輕、安裝方便、施工周期短等優(yōu)點(diǎn)，因此近幾年來發(fā)展較快，在工業(yè)廠房中已得到了較廣泛的應(yīng)用。但是在實(shí)踐項(xiàng)目規(guī)劃中，由于鋼構(gòu)造桿件特別是門架鋼構(gòu)造變截面尺度需要經(jīng)過多次試算才能確定，加之當(dāng)前規(guī)劃人員對(duì)這種構(gòu)造的規(guī)劃經(jīng)驗(yàn)還不豐富，因此規(guī)劃效率不高，桿件截面尺度的選擇也不盡合理，簡單造成全體構(gòu)造各桿件應(yīng)力不均，不僅經(jīng)濟(jì)指標(biāo)不夠理想，而且全體構(gòu)造的安全度也不高，甚至一些項(xiàng)目會(huì)出現(xiàn)個(gè)別桿件應(yīng)力過大，超過材料的規(guī)劃強(qiáng)度。即使考慮鋼構(gòu)造材料塑變后的應(yīng)力重分布，但仍有可能使全體構(gòu)造存在某些安全隱患。
    優(yōu)化方針在進(jìn)行門架鋼構(gòu)造規(guī)劃時(shí)，應(yīng)在確保構(gòu)造安全的前提下，使構(gòu)造的用鋼量最省、造價(jià)最低。這也就是我們采用優(yōu)化規(guī)劃方法的優(yōu)化方針。而在有用規(guī)劃中，門架鋼構(gòu)造的用鋼量和造價(jià)又是由構(gòu)造桿件的截面尺度決議，的。因此，我們的優(yōu)化方針能夠直接簡化為如何選擇經(jīng)濟(jì)合理的截面尺度，使其在滿足強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性等需求的前提下，截面面積最小。
    優(yōu)化方法與網(wǎng)架鋼構(gòu)造的優(yōu)化方法相似，門架{TodayHot}鋼構(gòu)造的優(yōu)化方法也采用漸近滿應(yīng)力法，即門架鋼構(gòu)造桿件經(jīng)過多次計(jì)算分析選擇修正其截面尺度，使其達(dá)到或盡量接近滿應(yīng)力狀態(tài)，直到門架鋼構(gòu)造的全部桿件的截面尺度不需修正為止，使門架鋼構(gòu)造的用鋼量最小，以達(dá)到造價(jià)最低的優(yōu)化方針。構(gòu)件截面尺度的修正，也就是截面尺度的優(yōu)化，其方法是選取的截面尺度力求其在平面、出平面兩個(gè)方向的截面抗彎抵抗力矩最大，而其截面面積最小，即在外荷載作用下，截面尺度的選擇既要能滿足強(qiáng)度、穩(wěn)定驗(yàn)算中構(gòu)件材料的規(guī)劃強(qiáng)度需求，又要使材料用量最省。具體優(yōu)化方法這里從略。
    門架鋼構(gòu)造優(yōu)化分析步驟依據(jù)采用的優(yōu)化方法和約束條件，門架鋼構(gòu)造的優(yōu)化分析步驟如下：第一步：確定門架構(gòu)造構(gòu)件的初定截面尺度，一般則軟件依據(jù)門架構(gòu)造的跨確定，也可由規(guī)劃人員確定；第二步：采用變截面桿件有限元進(jìn)行各種工況下的門架構(gòu)造力學(xué)分析、荷載組合，強(qiáng)度及穩(wěn)定驗(yàn)算；第三步：依據(jù)實(shí)踐荷載效應(yīng)，各種約束條件，采用滿應(yīng)力截面優(yōu)化方法重新優(yōu)化選擇門架構(gòu)造各桿件截面尺度；以上第二步、第三步可反復(fù)循環(huán)進(jìn)行，每循環(huán)一次即完成優(yōu)化選擇，直到所選截面尺度與上一次截面尺度完全一致為止。第四步：驗(yàn)算門架構(gòu)造梁、柱各點(diǎn)的變形及滿足有關(guān)規(guī)范的需求，如不滿足則按一定的份額參數(shù)參照截面滿應(yīng)力優(yōu)化方法優(yōu)化調(diào)整截面尺度，再重復(fù)第二、三步循環(huán)優(yōu)化，直到門架鋼構(gòu)造所有構(gòu)件的各點(diǎn)變形滿足規(guī)定需求為止。
    實(shí)現(xiàn)截面尺度滿應(yīng)力優(yōu)化，其循環(huán)次數(shù)較多，一般在10次以上方可收斂，而實(shí)現(xiàn)門架剛度滿足變形需求的截面尺度優(yōu)化次數(shù)較少，一般1-3次即可滿足需求。
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