平面框架結(jié)構(gòu)形態(tài)創(chuàng)構(gòu)研究.pdf

1、框架結(jié)構(gòu)因?yàn)榭臻g布置靈活,自重輕,能夠比較靈活的配合建筑平面布置等特點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于工程中。然而框架結(jié)構(gòu)也存在很多不利的方面,如節(jié)點(diǎn)應(yīng)力集中,傳力路徑并不直接,側(cè)向剛度較小水平荷載作用下側(cè)向變形較大屬于柔性結(jié)構(gòu)。近年來(lái)隨著人們生活水平的提高和生產(chǎn)力水平的大幅度提高,人們不斷的向更大空間和更高高度發(fā)起挑戰(zhàn),使得框架結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)更加突出。如何提高框架的側(cè)向剛度以及控制側(cè)移大小成為框架結(jié)構(gòu)優(yōu)化的主要研究方向?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)可以通過(guò)結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)和結(jié)

2、構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)得到改善,本文通過(guò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)來(lái)改善框架結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能。
　　本文方法是基于應(yīng)變能對(duì)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)的敏感度和單元的應(yīng)變能密度對(duì)平面框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行形態(tài)創(chuàng)構(gòu)研究。應(yīng)變能敏感度的大小為應(yīng)變能的最大變化率,其方向指向應(yīng)變能增加最大的方向,以敏感度的反方向移動(dòng)節(jié)點(diǎn)可以減小結(jié)構(gòu)的應(yīng)變能。單元的應(yīng)變能密度指存儲(chǔ)在單元單位長(zhǎng)度上的應(yīng)變能,可作為單元承載效率的評(píng)價(jià)指標(biāo)。
　　本文平面框架結(jié)構(gòu)形態(tài)創(chuàng)構(gòu)方法的建立是利用有限元分析計(jì)算初始結(jié)構(gòu)的節(jié)

3、點(diǎn)的應(yīng)變能敏感度和單元的應(yīng)變能密度,根據(jù)節(jié)點(diǎn)的應(yīng)變能敏感度的性質(zhì)和單元的應(yīng)變能密度逐步調(diào)整節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo),增加、消除桿件。文中利用此方法對(duì)平面框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行形態(tài)創(chuàng)構(gòu),改善框架結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能。
　　文中應(yīng)用本方法針對(duì)不同荷載和空間約束條件下的平面框架結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行算例分析,仔細(xì)探討了在結(jié)構(gòu)優(yōu)化過(guò)程中結(jié)構(gòu)的形狀和力學(xué)性質(zhì)的變化規(guī)律,總結(jié)了方法的特點(diǎn)。近化過(guò)程中結(jié)構(gòu)不僅剛度得到了增強(qiáng),結(jié)構(gòu)的彎矩也有顯著的減小,結(jié)構(gòu)由以彎矩為主要內(nèi)力向以軸力為主