門(mén)式鋼構造優(yōu)化規劃方法及步驟
發(fā)布時(shí)間：[2014-12-10] 查看次數：4948
佛山鋼構：門(mén)式鋼構造優(yōu)化規劃方法及步驟 門(mén)架鋼構造具有造價(jià)低、重量輕、安裝方便、施工周期短等優(yōu)點(diǎn)，因此近幾年來(lái)發(fā)展較快，在工業(yè)廠(chǎng)房中已得到了較廣泛的應用。但是在實(shí)踐項目規劃中，由于鋼構造桿件特別是門(mén)架鋼構造變截面尺度需要經(jīng)過(guò)多次試算才能確定，加之當前規劃人員對這種構造的規劃經(jīng)驗還不豐富，因此規劃效率不高，桿件截面尺度的選擇也不盡合理，簡(jiǎn)單造成全體構造各桿件應力不均，不僅經(jīng)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(huì )出現個(gè)別桿件應力過(guò)大，超過(guò)材料的規劃強度。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(jìn)行門(mén)架鋼構造規劃時(shí)，應在確保構造安全的前提下，使構造的用鋼量最省、造價(jià)最低。這也就是我們采用優(yōu)化規劃方法的優(yōu)化方針。而在有用規劃中，門(mén)架鋼構造的用鋼量和造價(jià)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(jiǎn)化為如何選擇經(jīng)濟合理的截面尺度，使其在滿(mǎn)足強度、剛度、穩定性等需求的前提下，截面面積最小。 優(yōu)化方法與網(wǎng)架鋼構造的優(yōu)化方法相似，門(mén)架{TodayHot}鋼構造的優(yōu)化方法也采用漸近滿(mǎn)應力法，即門(mén)架鋼構造桿件經(jīng)過(guò)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(mǎn)應力狀態(tài)，直到門(mén)架鋼構造的全部桿件的截面尺度不需修正為止，使門(mén)架鋼構造的用鋼量最小，以達到造價(jià)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(gè)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(mǎn)足強度、穩定驗算中構件材料的規劃強度需求，又要使材料用量最省。具體優(yōu)化方法這里從略。 門(mén)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(mén)架鋼構造的優(yōu)化分析步驟如下：第一步：確定門(mén)架構造構件的初定截面尺度，一般則軟件依據門(mén)架構造的跨確定，也可由規劃人員確定；第二步：采用變截面桿件有限元進(jìn)行各種工況下的門(mén)架構造力學(xué)分析、荷載組合，強度及穩定驗算；第三步：依據實(shí)踐荷載效應，各種約束條件，采用滿(mǎn)應力截面優(yōu)化方法重新優(yōu)化選擇門(mén)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(jìn)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(mén)架構造梁、柱各點(diǎn)的變形及滿(mǎn)足有關(guān)規范的需求，如不滿(mǎn)足則按一定的份額參數參照截面滿(mǎn)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(mén)架鋼構造所有構件的各點(diǎn)變形滿(mǎn)足規定需求為止。 實(shí)現截面尺度滿(mǎn)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(shí)現門(mén)架剛度滿(mǎn)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(mǎn)足需求。
