不同型钢柱对钢框架住宅结构性能的影响

钢框架结构住宅在我国的住宅体系中发展迅速,但和发达国家仍有一定差距,有待于研究和实践。利用目前常用的计算和设计软件PKPM中的STS和STAWE模块,通过建模计算分析,研究一6层钢框架住宅。在8度设防情况下,分别采用方钢管柱、H型钢柱和钢管混凝土柱,分析比较采用不同柱子时结构的刚度、抗震性能及用钢量等技术参数。分析结果对工程设计有一定参考价值。     

基于失效模式的半刚性钢框架结构优化设计

本文为实现半刚性钢框架结构的失效模式控制,获得具备整体耗能能力及经济性的结构设计方案,使用基于能量平衡的塑性设计方法中的失效模式控制约束条件,同时考虑钢框架结构的梁柱连接节点半刚性的影响,通过精英保留的遗传算法进行结构优化设计。以一榀十层单跨钢框架结构为例进行优化,对优化设计结果进行Pushover分析,研究其塑性铰的成铰顺序及失效模式。研究结果表明,考虑失效模式控制的结构优化,能使半刚性钢框架结构在失效时发展出具有较好耗能能力的失效模式,同时使整体结构具有良好的延性,保证使用人员所需的反应时间。     

基于均匀设计与线性回归的定日镜结构优化设计

为节约材料,对定日镜结构进行了杆件优化设计研究.以定日镜平面和空间桁架的杆件尺寸为设计参数,以位移及应力为约束,采用均匀设计法对某定日镜进行风荷载作用下的近似优化,得到目标(位移、应力及用钢量)与参数之间的近似函数关系,并详细给出了不同条件下优化后推荐使用的杆件规格.结果表明:优化后的用钢量比现有结构节省13.8%.整个优化过程简单易行,优化结果可靠.     

钢交错桁架结构和钢框架结构抗火性能分析与对比

 钢交错桁架结构是在钢框架结构基础上演变而来的一种新型结构体系,虽然在国外已有许多工程应用实例,但在中国的应用尚处于起步阶段。为了研究此种结构体系的抗火性能,为制定相应的防火设计规范提供理论依据,根据结构设计和传统防火设计理论,对钢交错桁架结构体系和钢框架结构体系的结构设计方案和防火方案分别进行了研究,比较了两种结构体系的用钢量和防火涂料用量,探讨了火灾情况下两种结构体系可能发生的多米诺坍塌效应,并进行改进设计与分析。结果表明,在相同极限承载力和耐火极限下,交错桁架结构和框架结构相比,虽然能够大大降低用钢量,但是增加了防火涂料用量,火灾时更容易发生多米诺坍塌效应,减弱了其经济优势。传统结构防火设计的拓广应用不能满足其防火要求,需要制定相应的防火设计规范,提出适合此种结构的防火设计方法。     

拉链柱式中心支撑钢框架构件抗震设计方法

针对拉链柱式中心支撑钢框架结构中相关结构构件（拉链柱、支撑跨柱）设计方法研究较少、有关此类体系抗震性能如何还不十分明确的情况,提出了基于SRSS内力组合原则的拉链柱、支撑跨柱的设计经验公式。基于此建议设计了6层和12层拉链柱式中心支撑钢框架结构算例,并与悬挂拉链柱式中心支撑钢框架结构算例的自振特性、用钢量、多遇及罕遇地震下的动力响应等指标进行了比较。结果表明：两类算例的动力响应类似,均可满足抗震规范GB50011“小震不坏”、“大震不倒”的抗震设防目标。因按本文方法设计的结构用钢量较少,综合抗震性能较优,建议拉链柱以及支撑跨柱采用本文方法。     

模块建筑参数化平面优化及智能化结构设计方法

以五层钢结构模块建筑住宅为例,探索钢结构模块建筑参数化平面多目标优化和结构智能化设计的完整链条.提出一种钢结构模块建筑参数化平面建模和设计方法;依托Rhinoceros&Grasshopper建模平台,编写Python脚本语言实现智能化结构设计;最后结合Ladybug&Honeybee建筑能耗性能模拟插件和Karamba有限元结构设计插件以及Octopus数据处理平台,基于建筑总能耗和结构用钢量2个目标分别对建筑平面不同房间长宽尺寸和结构构件尺寸进行设计和优化,生成满足结构承载力要求的Pareto最优解集,得出各参数变量与目标函数的相关性系数.     

某高层钢框架结构基于pushover方法的抗震分析

本文以某高层钢框架结构为例，进行基于pushover方法的抗震设计分析，对比结构在不同工况下的目标位移和层间位移角，以说明基于pushover方法的结构抗震分析的可靠性和实用性。     

七度抗震烈度下多层钢结构住宅体系及性能研究

文章以工程为实例,分析研究了七度抗震烈度下多层钢结构住宅体系的结构用钢量、自振周期和变形性能,提出了一些有实用价值的结论,可为工程应用提供参考。     

台模施工在高层建筑现浇框架结构上的应用

现浇框架结构具有结构整体性好、抗震能力较强、用钢量较省、现场作业多、现场用工量大等特点,是目前高层中应用较多的一种结构形式。本文主要对现浇框架结构中的台模施工方法进行总结。     

抗震钢框架的多目标和多级优化设计

本文把多目标和多级优化方法应用于钢框架结构的抗震设计中,以结构总应变能量大和结构决重量最小为优化目标,并将整个优化问题划分为系统优化和单元优化两个层次。结合现行抗震规范和钢结构规范的要求,考虑强度、位移、稳定和界限等约束条件,建立了数学模型并给出了算例。结果表明,本文的方法是合理有效的,对实际结构的抗震优化设计具有一定的参考意义。     

门式刚架在变电站中的应用研究

介绍变电工程中门式刚架轻钢结构的优化设计。在满足各构件规范要求的整体稳定、局部稳定、强度、刚度及截面的几何尺寸各个约束条件,以用钢量最少为目标函数,对结构的截面尺寸进行优化计算分析,并比较优化所得结果与一般设计所得结果,提出了合理优化设计的建议。     

钢框架围护体系抗震性能的试验研究

钢框架住宅主体结构本身抗震性能良好,故围护墙板与钢框架的连接方式对房屋整体的承载能力、抗震性能、延性等具有重要影响,结合东北地区的气候条件、工程应用现状,优化了围护墙板构造,设计了2种柔性螺栓连接方式。在理论研究的基础上,制作了1∶2缩尺试件,进行了围护体系整体抗震性能的试验,对比分析得到了不同围护体系的承载力、耗能、延性等指标,验证了柔性连接的明显优势,为钢框架结构的工程应用提供了参考。     

基于BP神经网络的结构损伤识别研究

针对结构的损伤识别进行了研究,选取结构固有频率平方变化比作为特征参数,建立12×25×1BP网络结构,采用均方误差函数目标误差函数,学习函数选取梯度下降动量学习函数和L-M优化算法,对四层钢框架结构的损伤进行了检测.     

索穹顶结构多目标形状优化设计

为了得到指定结构跨度下的索穹顶结构形状最优设计方案,对设内拉环的Geiger型索穹顶进行单目标和多目标形状优化设计.以最小单位面积用钢量和最大结构刚度为目标函数,得到满足约束条件的整体预应力系数、拉索和压杆截面面积及结构形状参数的最优值.通过基于遗传算法的单目标形状优化设计以最小单位面积用钢量为目标的可行形状优化设计方案;多目标形状优化设计采用改进的带精英策略的快速非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ),可得到同时考虑结构用钢量和刚度的Pareto最优解.决策者可根据不同控制目标的偏好要求,选择设计方案.     

三连跨轻型门式刚架结构设计及关键技术研究

基于河南尚品食品有限公司年产5万吨肉制品钢结构厂房工程,对三连跨轻型门式刚架结构进行了深入分析,重点对较大悬挂荷载(非吊车荷载)的处理方法、柱脚连接形式等问题进行了探讨,并以结构最小用钢量为目标对柱距合理取值进行了优化研究.分析结果表明,较大悬挂荷载宜按照活荷载形式施加,柱脚宜采用铰接连接,柱距约为8m时,结构用钢量最小.     

受损钢框架结构可靠性分析方法研究

通过修正钢结构节点弯矩-转角关系,建立了相应的力学分析模型.利用受损结构的残余变形与承载力之间的关系,构建了受损钢框架结构可靠性分析的目标功能函数;并结合有限步长迭代法和概率网络估计法(PENT法),提出了受损钢框架结构可靠度计算方法.通过对一榀平面钢框架结构的静力试验研究,获取结构在受损前后的形变参数和极限承载力,采用本文所提出的方法对该结构进行了受损前后的可靠性分析.结果表明:结构体系损伤前后理论承载力与试验承载力吻合良好,提出的受损钢框架结构可靠性分析方法可用于工程实践中损伤钢框架结构的可靠性分析以及极限承载力计算.     

基于遗传算法的钢结构优化设计

遗传算法是20世纪70年代初期基于生物技术而发展起来的一种新型智能优化方法。探讨此方法应用于建筑钢结构设计不仅改变了传统的设计观察，而且可以丰富钢结构优化设计理论和方法，在经济建设中取得显著效益。建立以重量（造价）最小为目标的钢框架结构梁、柱的数学模型，采用二进制编码，通过执行遗传算法的选择、交叉和变异算子，实现对结构的优化设计。编制了分析程序，并分析了算例。     

基于复形法的大跨屋盖结构抗风优化

文章以广州国际会展中心E区张弦梁屋盖为研究对象,根据测压风洞试验确定最不利风荷载时程作为主要环境荷载,建立动力优化数学模型,以钢管厚度为设计变量,以构件内力和变形作为约束条件,以结构总体积为目标函数,采用复形法进行抗风优化,得到E区屋盖的抗风设计最优方案.研究表明:抗风优化大大减小了结构总体积,节约了用钢量,并使杆件受力得到较好协调,有效利用了材料性能.结构最大竖向挠度明显降低,因此提高了结构安全性.     

含钢率对方钢管混凝土框架延性影响的有限元分析

含钢率是影啊钢管混凝土框架结构延性的重要因素．为研究含钢率对方钢管混凝土框架结构延性的影响，建立了方钢管混凝土框架结构的非线性有限元分析模型，通过与方钢管混凝土框架结构在反复荷载作用下试验所得的滞回曲线进行对比，发现该模型的计算结果较为精确，可以应用于方钢管混凝土框架的结构分析中．利用此模型对在低周反复荷载作用下柱含钢率不同的方钢管混凝土框架结构进行了有限元分析，对比研究了其滞回曲线和位移延性系数，得出了随着柱合钢率的增加方钢管混凝土框架延性提高的结论．     

平面钢框架结构的整体可靠度设计

在平面钢框架结构极限承载分析和结构整体可靠度评价的基础上,基于现行规范的目标可靠度指标、结构重要性系数,并考虑钢框架结构常用的两种荷载组合,给出了钢框架结构基于结构体系可靠度的设计方法及其实用的设计公式.算例表明,该设计方法既比传统的基于构件可靠度的设计方法经济,又能保证设计结构具有一致的体系可靠度.