文档介绍：硕士学位论文河北理工大学学科分类号:——工程结构可靠性优化设计研究唐山河北理工大学年论文答辩日期:生螳旦斓答辩委员会主席:垩至丝撞作者姓名:矗变强专业名称:随塞蕉塞王捏厦陵坦至捏研究方向:结控垡丝学习单位:迥堡王左堂学习时间:墨星生提交日期:生塑旦旦申请学位类别:王堂亟±导师姓名:至羞垦丝撞单位:塑韭堡兰盘芏整筮王壁茎毽论文评阅人:壁垒匡墨基金资助项目:河北省教育厅博士基金项目关词:可靠度:优化设计:籎ǎ辉际涑叨确中图分类号:.论文编号:㎜鱼:键密级:公开
摘要目前国内外对基于可靠性的结构优化设计研究,已取得了一定的成果,但主要是对简单构件、大型复杂结构或重要结构进行的优化设计,对普通建筑结构进行的研究较少。论文以结构优化设计理论和结构可靠度理论分析方法为基础,并结合钢结构设计规范、建筑结构可靠度设计统一标准和海上平台入级与建造规范等,在总结已有研究成果的基础上对工程结构可靠性优化设计理论和方法进行了研究。形成了以下主要研究成果:讨论了确定性优化模型的数学提法及解决方法,建立了以重量旒为目标函数的优化模型,并对五层钢框架进行了确定性优化设计,结果显示优化设计是十分有必要的。讨论了结构可靠度的计算方法,在计算构件的可靠指标时,应用了现行《建筑结构可靠度设计统一标准》所推荐的法。在以上工作的基础上,提出了基于可靠性的结构优化模型的数学提法及解决方法,建立了以结构重量旒为目标函数以可靠度为约束条件的数学模型,并给出了一些算例。⒏挚蚣芙峁梗洋平台进行了基于可靠性的结构优化设计。结果显示,基于可靠度的优化设计比原设计初始重量减轻%以上,与此同时结构构件的可靠指标均大于或等于其允许限值。从而使得结构重量减轻,而结构可靠度也更趋于合理,达到了既经济又可靠的目的,可见可靠性优化设计十分必要,基于可靠性优化设计的算法是合理的、经济的、有效的,:可靠度;优化设计;籎ǎ辉际涑叨确分类号:.图表参
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日期:出上月丝日导师签名:兰釜四日期:必皇月丛日签名:立巫熊独创性说明签名::所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工河北理工大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同本人完全了解河北理工大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留送交论文的复印件,允许论文被查阅和借阅;学校可以公布论文的全部或部分内容,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。作及取得研究成果。尽我所知,除了文中特篿以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果,也不包含为获得工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。C艿穆畚脑诮饷芎笥ψ裱斯娑
言引结构设计的首要任务是保证其可靠,即安全,适用和耐久,在可靠的前提下,还应该追求更合理,更经济的结构设计。优化的目标是使设计方案在具有良好使用功能条件下获得最好的近期和远期的经济和社会效益。根据工程实际的需要,按照经济和安全的准则,以确定论的思想方法设计结构,是通常意义下结构设计的目的。而结构安全的含义应从概率意义上来理解彳‘更符合实际,人们基于这一思想寻求结构最优解的合理方法,就是基于可靠度的优化方法。结构可靠度的概念来源于工程实践,并且和优化有着本质的联系。在结构可靠度概念提出以前,荷载和结构材料被认为是确定性的,按规范设计出来的结构被认为是绝对安全的。工程实践使人们认识到荷载作用和结构材料等因素具有随机性,因此不存在绝对安全的结构。结构设计过程实际上是一个优化决策的过程。传统的确定论的优化设计过程是在一组约束条件下,使目标函数取最大或最小值。这里无论是目标函数还是约束条件都没有与可靠度的概念联系起来,因此从可靠性的观点来看,传统的确定论的结构优化设计不免存在一些缺陷。首先,传统结构设计不能给出结构可靠性的清晰概念和定量的描述,经传统结构设计得出的最优结构并不能保证结构有适当的可靠性水平;其次,传统结构设计忽略了构件尺寸及材料性能参数的随机性,其结果不能反映其参数不确定性这一特点,从可靠度角度分析,它们综上所述,对可靠性优化设计的研究是十分必要和有意义的。针对以上确定论结构优化设计的缺陷,本课题对结构优化的数学模型进行了改进,建立了以衡量绪’构造价的总重量最小为优化目标,以构件的尺寸为设计变量,考虑强度、稳定、可靠度、尺寸等约束条件的数学模型,将结构的可靠度要求作为约束条件加入到优化模型之中,在结构可靠性分析基础上进行结构优化设计,以寻求合理的、满意的、足够安全的优化设计方案。是不尽合理的。
南鬃凼结构优化设计的发展、现