基于SQP算法的支臂布置原則及其在弧門(mén)主框架結(jié)構(gòu)改進(jìn)中的應(yīng)用.pdf

1、弧形鋼閘門(mén)由于構(gòu)造特點(diǎn)而具有的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，使其成為我國(guó)水工結(jié)構(gòu)中最廣泛采用的一種門(mén)型。由主梁和支臂組成的主框架是弧形鋼閘門(mén)面板-梁格-主梁-支臂-支鉸傳力結(jié)構(gòu)的核心部分，它的合理布置足整個(gè)弧形鋼閘門(mén)結(jié)構(gòu)安全性和經(jīng)濟(jì)性的最主要決定因素。
　　 目前弧形鋼閘門(mén)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化研究在弧門(mén)尺寸優(yōu)化和附屬件優(yōu)化方面得到了很多成果，如梁格尺寸優(yōu)化方面、連接件數(shù)量和尺寸優(yōu)化方面、弦桿數(shù)量和布置優(yōu)化方面等?？墒菃渭兊某叽鐑?yōu)化并不是真正意義上的最優(yōu)化，由

2、這種優(yōu)化方法得到的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)并不是最優(yōu)結(jié)構(gòu)。要得到最優(yōu)化的結(jié)構(gòu)，首先應(yīng)當(dāng)有最優(yōu)化的布置，即尺寸優(yōu)化應(yīng)該建立在結(jié)構(gòu)布置優(yōu)化的基礎(chǔ)上。但目前針對(duì)弧形鋼閘門(mén)結(jié)構(gòu)布置優(yōu)化的研究工作還較少，特別是弧門(mén)主框架布置優(yōu)化方面所做的工作更少。
　　 平面體系計(jì)算方法是一種經(jīng)典的按結(jié)構(gòu)力學(xué)和容許應(yīng)力法進(jìn)行分析和計(jì)算的弧形鋼閘門(mén)設(shè)計(jì)計(jì)算方法。本文以平面體系計(jì)算方法入手，依據(jù)鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定理論和《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50017-2003)建立了弧形鋼閘門(mén)主

3、框架布置優(yōu)化模型，確定了目標(biāo)函數(shù)和約束條件。然后介紹了基于最優(yōu)化理論的SQP算法程序得到的弧形鋼閘門(mén)支臂布置原則，并將其應(yīng)用到弧門(mén)主框架結(jié)構(gòu)的改進(jìn)中。
　　 空間有限元法作為一種新興的、更能反映弧形鋼閘門(mén)整體受力狀態(tài)和空間效應(yīng)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法，在有關(guān)弧形鋼閘門(mén)問(wèn)題的分析研究中得到了越來(lái)越多的應(yīng)用。本文根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)提出的弧形鋼閘門(mén)支臂布置原則，對(duì)兩個(gè)設(shè)計(jì)實(shí)例結(jié)構(gòu)進(jìn)行了主框架布置改進(jìn)，運(yùn)用ANSYS12.0軟件建立四種結(jié)構(gòu)的三維有限元