基于粘结滑移理论的型钢混凝土框架结构优化理论方法研究

摘要

现今，关于型钢混凝土结构的试验研究资料和各国相关规范都明确表明型钢与混凝土之间存在着粘结滑移的问题，并且这种粘结滑移现象对结构受力性能有显著的影响。
　　 本文基于型钢混凝土结构构件受力性能和型钢与混凝土间粘结滑移理论的研究成果，提出了型钢混凝土框架结构非线性有限元优化设计方法。该优化设计方法中，设计变量取结构构件几何尺寸、截面尺寸、材料强度和型钢截面尺寸f目标函数取型钢混凝土框架结构全部材料的造价；约束条件为型钢混凝土组合结构基于粘结滑移的研究结论以及现行设计规程中所规定的合理的设计基本要求、计算要点和构造施。
　　 优化设计的基本思路是，充分考虑型钢和混凝土材料的非线性特征．在型钢混凝土框架非线性有限元分析的基础上，进行结构造价最省为目标的优化设计。
　　 首先采用ANSYS有限元程序建立型钢混凝土框架的参数化模型，进行整体非线性受力分析，进而提取相关优化设计参数生成优化分析文件，最后进入优化分析模块完成优化迭代。整个过程不仅可以反映粱柱构件裂缝开展、钢筋屈服、混凝土被压碎、内力重分布等过程,而且非线性有限元程序将非线性分析与系统优化穿插在一起，联合选代，共同收敛，有效减少了选代的次数。最后，结合实例计算并与原始方案进行经济效益对比分析，提出各主要设计参数的最佳取值。
　　 本研究为型钢混凝土框架结构的优化设计提供了实用方法与途径，其不仅符合于工程实际，且能够体现规范的要求，为其它型锕混凝土结构以及钢与混凝土组合结构的优化设计提供借鉴。

目录

1 绪论

2 型钢混凝土框架的优化设计原理

3 型钢混凝土框架的优化设计计算以及数学模型的建立

4 型钢混凝土框架的有限元优化过程

5 基于ANSYS有限元型钢混凝土框架优化设计

6 结论与展望

致谢

参考文献

附录

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