文档介绍：重庆大学
硕士学位论文
门式刚架基于水平侧移的优化设计
姓名:谭军
申请学位级别:硕士
专业:土木工程
指导教师:崔佳;唐秋元
20070403
摘要轻钢结构因其具有重量轻,外形美观,制造方便,施工快捷,质量可靠,建设投资回收快等优点,近年来在我国发展很快。门式刚架大多由变截面构件组成,且构件的腹板一般很薄,允许局部屈曲先于整体屈曲。为了安全,经济的设计门式刚架,需要对其进行内力,位移,稳定性方面的深入研究。本文对变截面门式刚架构件内力和稳定的弹性计算进行了分析,采用合理的轴向、侧向位移模式推导了变截面梁元的单元弹性弯曲刚度矩阵与考虑轴向力对结构刚度作用的单元几何刚度矩阵。本文还考虑结构屈曲的整体性,对门式刚架稳定设计中变截面柱的计算长度系数,工字形梁在刚架平面内的换算长度系数进行了详尽的理论分析和计算并借助分析设计软件对门式刚架在不同载荷组合下进行了大量的数值计算。本文采用员浣孛婷攀礁占芙辛擞呕治觯ń孛娓谋湮恢玫挠化和截面尺寸的优化。从分析结果可以看出:①采用腷ピ@茨D獗浣孛媪海米钚《吮平椒ɡ唇行优化,是一种有效的,能满足一般工程精度要求的优化设计方法。②将优化结果和设计初值相比较,可以看出设计初值计算的侧移较小,但是耗费的材料相对较多;。关键词:轻钢结构,门式刚架,内力计算,稳定性分析,有限元,线弹性刚度矩阵,几何刚度矩阵重庆人学硕十学忙论文中文摘要
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学位敝储虢Χ嗲┳粥蔬的暝况扰彬学位论文版权使用授权书独创性声明签字日期:瑚晡缭日签字日期:力甓嘣耭中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得重麽盍堂凇!D杲饷芎笫视帽臼谌ㄊ椤得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文重迭太堂重迭盘堂或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。本学位论文作者完全了解有关保留、使用学位论文的规定,有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权可以将学位论文的全部手段保存、汇编学位论文。保密本学位论文属于不保密胫辉谏鲜鲆桓隼ê拍诖颉啊獭学位论文作者签名:导师签名日
,传统的办法是采用重复设计法。首先,根据同类型结构的已有经验,加上设计者的判断,拟出初步方案,然后进行结构盼强度、刚度和稳定性的计算分析。然后,设计人员根据对有关计算分析结果来修改设计方案,对修改后的设计方案再进行计算分析,然后再修改结构设计。这样反复计算、修改,直到得出满意的设计方案为止。这种重复设计方法设计繁复冗长,效率很低,并且由于时间和人为的关系,往往最终确定的方案并非理想的可行方案,最终方案的优劣多受最初方案的影响,并且很大程度上取决于设计者的经验和水平,因此,重复设计法所得的最终方案只能是较优方案而非最佳方案。结构优化设计的任务就是在给定的条件下从众多可行的方案中寻求优化的最好方案。这样,工程结构设计便由“分析与校核”发展为“综合与优选”,也使设计者由被动的分析、校核转为主动的进行设计,这对提高工程结构的经济效益和功能等方面有重大的意义,因而结构优化的思想和技术在土木工程领域有着广泛应用结构优化设计大体上可分为三个阶段俊浚第一阶段:建立数学模型,把一个工程结构的设计问题变成一个数学问题。第二阶段:选定一个合理的、有效的计算方法。第三阶段:编制通用电算程序,通过最优判断欠翊锏街付ㄌ跫,来按某种规则进行修改,最终达到设计所要求的最优条件。结构优化设计米歇尔,赜谧钚√寤辜芙峁股杓莆侍獾穆畚某鱿制穑嘟褚延幸百多年了。但当时,由于受到数学和力学发展水平的限制,尤其是当时没有快速的计算工具使得结构优化设计的发展不大。到年代,有限元法解决了复杂结构的分析问题;而计算机软硬件的发展为结构优化设计方法的快速发展提供了良好的物质条件,使得对大型工程结构进行优化设计成为可能。在上述因素的促使下,结构优化在近二十年得到快速发展。】。其研究领域:设计变量的范围有连续变量、离散变量及混合变量之分;研究层次从相对简单的截面尺寸优化扩展到结构几何形状的优化设计、结构拓扑优化以及结构类型优化设计;优化的对象从简单的桁架结构拓展到梁、板、壳等多种复杂元素的结构设的前景。月砜怂雇和重庆人学硕十学俺论文
计,并包括结构力学、结构动力学、空气动力学、声学等多学科的集成系统优化等等:约束也从