門式鋼構造優(yōu)化規(guī)劃方法及步驟
發(fā)布時間：[2014-12-10] 查看次數：6114
佛山鋼構：門式鋼構造優(yōu)化規(guī)劃方法及步驟 門架鋼構造具有造價低、重量輕、安裝方便、施工周期短等優(yōu)點，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用。但是在實踐項目規(guī)劃中，由于鋼構造桿件特別是門架鋼構造變截面尺度需要經過多次試算才能確定，加之當前規(guī)劃人員對這種構造的規(guī)劃經驗還不豐富，因此規(guī)劃效率不高，桿件截面尺度的選擇也不盡合理，簡單造成全體構造各桿件應力不均，不僅經濟指標不夠理想，而且全體構造的安全度也不高，甚至一些項目會出現(xiàn)個別桿件應力過大，超過材料的規(guī)劃強度。即使考慮鋼構造材料塑變后的應力重分布，但仍有可能使全體構造存在某些安全隱患。 優(yōu)化方針在進行門架鋼構造規(guī)劃時，應在確保構造安全的前提下，使構造的用鋼量最省、造價最低。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，門架鋼構造的用鋼量和造價又是由構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濟合理的截面尺度，使其在滿足強度、剛度、穩(wěn)定性等需求的前提下，截面面積最小。 優(yōu)化方法與網架鋼構造的優(yōu)化方法相似，門架{TodayHot}鋼構造的優(yōu)化方法也采用漸近滿應力法，即門架鋼構造桿件經過多次計算分析選擇修正其截面尺度，使其達到或盡量接近滿應力狀態(tài)，直到門架鋼構造的全部桿件的截面尺度不需修正為止，使門架鋼構造的用鋼量最小，以達到造價最低的優(yōu)化方針。構件截面尺度的修正，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度、穩(wěn)定驗算中構件材料的規(guī)劃強度需求，又要使材料用量最省。具體優(yōu)化方法這里從略。 門架鋼構造優(yōu)化分析步驟依據采用的優(yōu)化方法和約束條件，門架鋼構造的優(yōu)化分析步驟如下：第一步：確定門架構造構件的初定截面尺度，一般則軟件依據門架構造的跨確定，也可由規(guī)劃人員確定；第二步：采用變截面桿件有限元進行各種工況下的門架構造力學分析、荷載組合，強度及穩(wěn)定驗算；第三步：依據實踐荷載效應，各種約束條件，采用滿應力截面優(yōu)化方法重新優(yōu)化選擇門架構造各桿件截面尺度；以上第二步、第三步可反復循環(huán)進行，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：驗算門架構造梁、柱各點的變形及滿足有關規(guī)范的需求，如不滿足則按一定的份額參數參照截面滿應力優(yōu)化方法優(yōu)化調整截面尺度，再重復第二、三步循環(huán)優(yōu)化，直到門架鋼構造所有構件的各點變形滿足規(guī)定需求為止。 實現(xiàn)截面尺度滿應力優(yōu)化，其循環(huán)次數較多，一般在10次以上方可收斂，而實現(xiàn)門架剛度滿足變形需求的截面尺度優(yōu)化次數較少，一般1-3次即可滿足需求。
