文档介绍：摘要关键词:框架结构;优化设计;网格搜索法;有限元程序设计法和应用上都有了长足的进步且被应用于各种建筑结构形式中。本文研究的结构优化设计,就是探讨怎样在满足结构安全的情况下,使结构设计最有限元分析法是借助计算机技术解决结构力学分析问题最先进有效的方法,而准则法是符合工程实际的高效率优化方法。将二者结合应用,对空间钢筋混凝土框架结构进行优化,探求优化理论与方法,是本文的研究重点。在分析传统结构优化方法的基础上,利用精确度很高的有限元法对钢筋混凝土框架结构进行喑毯湍诹Ψ治觯佣Vち擞呕幕数据的客观准确性。进而运用网格搜索法对各构件进行优化分析,通过建立以造价最小为目标的框架梁、柱的数学模型来达到优化目的。本文采用的优化计算方法为网格搜索法,这种方法既简化计算也符合实际工程的需要。文中在目前较多的平面框架结构的优化基础上做了深化研究,针对空间结构进行优化,具有较强的应用价值。结构优化设计理论由来已久,在过去的年里,结构优化在理论、算为经济。本文提出的对钢筋混凝土框架结构设计的优化方法不仅适合于解决框架结构问题,而且对其它结构形式的建筑结构设计的科学优化有一定参考价值。4笱妒垦宦畚
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本论文使用授权说明原创性声明C艿穆畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑本人声明:所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作。除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已发表或撰写过的研究成果。参与同一工作的其他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了谢意。本人完全了解上海大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留论文及送交论文复印件,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。上海大学硕士学位论文
第一章绪论概述结构优化设计理论由来已久,结构优化设计从马克斯威尔理论,兔仔6桁架出现算起已有百年,从史密特檬规划来解决结构优化设计算起亦有年历史。在过去的年里,结构优化在理论、算法和应用上都有了长足的进步且被应用于各种建筑结构形式中。建筑方案确定以后,则应进行建筑结构的设计,结构设计要求解决的主要矛盾是:经济与安全。一般来说,结构构件的截面尺寸大、材料用量多,则结构的安全性增加,但是工程造价也相应增加,其经济性下降;反之,安全性下降,但经济性得到改善。当然这些论述是针对正确的设计,对于错误的设计,有时材料的增加不仅带来造价的增长,而且于安全无益甚至有害,典型的例子如超筋梁,再增加其受拉钢筋的用量,则梁的承载能力并不能提高,相反梁的破坏型式将由延性破坏转化为脆性破坏,更不利于安全。在进行结构设计时,因为影响结构承载力的因素很多,因而结构设计的“答案”不是唯一的,可以有多种结构设计的方案,例如:可以选择不同的截面尺寸,一般来说,当结构的外加荷载一定时梁柱的截面尺寸减小时,梁柱的配筋将增加。当梁柱截面尺寸较小时,可以节约混凝土的用量,但钢筋的用量要增加,因而二者尽管安全性一样,但经济性却存在差别。结构优化的课题正是在安全与经济这两者之间寻找到一个平衡点,以满足双方的需要【”。改革开放以来,我国经济己进入稳定快速发展的时期,随着的不断提高、生活方式的更新,以及工业生产的发展,对各种建筑物都提出了更高的要求。首先,要求建筑物平面布置合理,空间灵活,使用方便、舒适和具有更大的灵活性以满足不同功能及其变换的需求。这就要求结构物要具有较大的安全储备。其次,从可持续性发展的观点看,建筑生产一直是国民经济中原材料、能源与人工消耗量最大的部门之一,建设过程中需要投入大量的钢材、水泥、砂、石等材料,而这些材料在生产过程中又会消耗大量的能源,产生大量的污染物,或者直接破坏生态平衡,同时对人类上海大学硕士学位论文
课题研究的目的和意义赖以生存的自然环境和水资源、矿产资源造成巨大的浪费,因此延长建筑结构的寿命是节约资源和保护环境的重要措施。一方面,设计时若结构的安全储备大一些,对结构的耐久性和使用寿命无疑是非常有利的。另一方面,随着市场经济的深入发展,建筑物已成为商品,所有业主都希望通过较少的费用能够买到结实耐久、质量优良、功能完善、室内外环境整洁优美的建筑物。因此,如何在结构设计中平衡安全与经济这个矛盾,即将可靠度和优化设计融于一体的设计理论正受到土木工程师的普遍关注,己成为当今结构可靠性分析和结构优化设计理论领域的前沿和新的学科生长点目前的结构优化设计,就是探讨怎样在满足结构安全的情况下,使结构设计最为经济。不仅结构的截面设计存在设计优化的问题,更重要的优化还包括结构的选型和柱网布置等,例如单层工业厂房,可以采用砖混结构,也可以采用混凝土结构或钢结构,但不同的结构造价的悬殊较大;此外柱网的选择也较大程度地影晌造价。结构优化设计的主要过程为结构选型