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。     

单跨无吊车门式刚架结构的用钢量分析

门式刚架结构体系作为轻型钢结构的一种结构型式,近10年来在我国大量涌现.随着门式刚架结构的广泛使用,其用钢量问题就显得日益重要.针对无吊车单跨轻型门式刚架结构,分析了影响门架用钢量的各种参数,结果表明：门式刚架结构的用钢量主要与刚架的高度、跨度、柱距、竖向荷载、水平荷载等因素有关,且基本上呈线性影响关系.     

钢筋混凝土拱桁架的最优化设计

本文对钢筋混凝土拱桁架进行优化设计,首先初拟断面尺寸,用刚架有限元进行内力计算.然后对每类杆用0.618方法进行优化设计.用优化的断面尺寸对结构进行内力重分析和对杆件再优化.依此迭代下去,直至收敛.此时可得出结构造价最省的断面尺寸和相应配筋.本文例举了三个实例说明拱桁架优化设计的经济效益.     

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.     

火灾下门式钢刚架倒塌模式及影响因素

采用火灾下门式钢刚架结构足尺倒塌试验验证有限元模型(FEM),然后对门式钢刚架结构进行二维及三维模拟,并研究构件升温工况、柱脚刚性、跨高比、防火保护、截面温度梯度、荷载比、风荷载及次要构件等因素对火灾下门式钢刚架结构倒塌模式的影响,归纳出四种典型倒塌模式。结果表明:有限元模型能准确预测火灾下门式钢刚架结构的倒塌行为;构件升温工况、柱脚刚性、荷载比及次要构件对倒塌模式影响较大,而风荷载、防火保护、截面温度梯度及跨高比对倒塌模式影响较小。最后,归纳了不均匀火灾下门式钢刚架结构的倒塌规律。     

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.     

浅析轻型钢结构门式刚架用钢量

本文结合工程实际设计经验,通过计算和分析单层门式刚架轻型钢结构厂房的结构形式,总结了在不同设计条件下,多种柱距和跨度下的含钢量（㎏/㎡）。并提出了较经济合理的柱网尺寸（柱距、跨度等）,以及在已定的外界条件（柱网尺寸,荷载大小,檐口高度等）下,单独进行截面优化的理论方法,供设计和建设单位参考。     

基于拓扑优化的新型桁架式牛腿构建方法及受力性能分析

后置牛腿结构在既有建筑加固改造中应用广泛,为了获得更加轻质高效的新型牛腿结构,本文在现有“Π形”钢牛腿结构基础上利用拓扑优化技术构建一种桁架式牛腿结构,并进行了受力性能分析.首先利用Solidworks建立“Π形”钢牛腿模型,运用simulation模块对模型进行了拓扑优化,然后基于优化生成的轮廓,在其下部设置人字形支撑,利用Solidworks再次绘图,并对其尺寸进行优化从而构建新型桁架式牛腿模型.最后对新构建的桁架式牛腿结构进行了有限元分析,并和“Π形”钢牛腿结构进行了对比讨论.结果表明,新型桁架式牛腿的材料用量仅为“Π形”钢牛腿的57.3%,并且抗扭转能力更强、应力分布更均匀.     

论述门式刚架结构的优化设计

轻型钢结构门式刚架在工业厂房、公路（铁路）库、仓库、飞机库、集贸市场、体育场馆、航空港、商业建筑中越来越得到人们的青睐。在这过程中设计从业人员也在不断探索如何在满足规范规程,保证结构安全的条件下最大限度的降低用钢量,为业主节省造价。本人通过对厦门及福建、广东设计的一系列厂房进行设计,简述一下门式刚架优化设计的一些心得。     

基于ANSYS的门式刚架结构优化设计

运用大型有限元分析软件ANSYS对工程中广泛使用的门式刚架结构进行了截面优化设计,得到了满足一定工程要求条件下的最优截面尺寸,节省了大量的钢材。     

不同结构建筑的能源消耗与碳排放国外研究述评

综述了国外关于木、混凝土和钢结构等3类建筑能耗、碳排放的研究进展及研究成果.国外研究结果表明,木结构建筑能耗与碳排放比混凝土结构建筑和钢结构建筑低,木结构建筑具有碳储存功能以及木结构废弃物燃烧具有化石能源的替代效应,在建筑施工现场混凝土结构比钢结构消耗更多的能源,在同等边界条件下混凝土结构建筑比钢结构建筑有更低的隐含能与隐含碳,若考虑钢材回收则两者的能耗与碳排放相当.这些研究成果可为国内不同结构建筑能耗与碳排放的研究提供借鉴和参考.     

考虑半刚性连接的输电塔结构离散优化设计方法

输电塔半刚性节点会对结构内力及变形产生不可忽视的影响，然而，在传统的输电塔结构优化设计中，输电塔节点的半刚性连接往往被简化为铰接。为了准确评估输电塔的实际响应并对输电塔进行合理优化设计，以考虑半刚性连接的输电塔为研究对象，通过使用弹簧单元模拟半刚性节点的弯矩-转角关系，建立了半刚性连接的输电塔有限元模型，并提出了半刚性连接输电塔的优化数学模型和优化设计方案，发展了一种考虑半刚性连接的输电塔结构离散优化设计方法。优化结果表明：文中方法能够在满足结构应力及变形约束的条件下有效降低输电塔钢材的消耗量，节约了工程造价成本，具有良好的经济效益。     

大型风电机组组合式塔架结构优化设计

为解决传统单管风力发电塔架在大型风电机组应用中加工、制作、安装和运输成本大幅上升的问题,提出一种新型组合式塔架结构,并对其进行结构优化设计.该塔架上部为传统单管式塔架,下部为四角钢十字形组合截面塔柱的格构式塔架.通过对四角钢十字形组合截面的轴压极限承载力进行分析,得到组合截面的稳定系数曲线.基于粒子群算法,综合考虑应力、频率和长细比约束等因素,对下部格构式塔架的形状和杆件截面进行优化.分析结果表明,组合式塔架结构可以解决传统单管式风力发电塔架的运输问题,且用钢量节省约34%.     

外挂混凝土墙板对钢框架结构自振周期的影响

外挂混凝土墙板是装配式钢结构建筑、甚至普通钢框架结构建筑的主要围护墙体材料,对结构自振周期的影响不容忽视.在对各国规范中钢框架结构基本自振周期计算方法进行归纳的基础上,基于已有的一栋带蒸压轻质加气混凝土墙板足尺钢框架结构模型试验数据和一栋带预制装配式混凝土墙板钢框架教学楼实测数据,分析了相关规范计算方法的适用性.结果表明,考虑墙体的经验公式对带外挂混凝土墙板钢框架结构自振周期的估计较为准确.基于40栋带外挂混凝土墙板钢框架结构自振周期实测数据,提出了带外挂混凝土墙板钢框架结构自振周期经验公式.公式以结构高度为自变量,基本自振周期为结构高度的幂函数,公式计算结果离散度较小,与实测结果吻合较好,可供设计人员参考.     

基于知识工程的船舶舯剖面结构设计及优化

基于Visual Basic和Access的系统框架,运用知识工程的基本原理,实现了集装箱船舯剖面的结构设计、优化及三维建模. 设计中新船的布置通过对母型船布置形式的拓扑调整获得. 在2条母型船结构参数的基础上,运用插值方法结合规范公式获取新船的构件参数,并对其关键结构采用遗传算法进行参数优化设计,其收敛性良好. 通过与直接规范设计结果的对比表明,该方法兼顾规范和设计经验的要求,设计结果更为合理. 此外,通过Python程序实现了船体舯剖面在Tribon软件中的自动三维建模,大大提高设计结果的人机交互性.     

建筑材料物化环境状况的定量评价

针对建筑材料造成的严重环境问题 ,运用生命周期评价方法 ,建立了建筑材料生命周期的评价体系和评价模型 ;并选择水泥、钢材和平板玻璃 3种在建设领域用量较大的建筑材料 ,研究 3种材料物化过程的环境影响 ,即材料在原材料获取阶段、生产阶段和运输过程产生的直接环境影响 ,以及由于使用能源而造成的间接环境影响。模型以物化环境影响负荷和资源耗竭系数作为衡量建筑材料环境影响大小的因子。评价结果表明 ,3种建筑材料的物化环境影响中 ,钢材最大 ,平板玻璃其次 ,水泥最小。该结果可作为建筑工程环境影响评价的基础数据 ,用于建筑工程生命周期环境影响评价和相关方的决策     

冷弯型钢卷边槽形截面轴压构件部分加劲板件屈曲系数研究

采用有限条程序CUFSM计算不同截面尺寸的冷弯卷边槽形截面轴压构件弹性屈曲应力,通过回归分析得到部分加劲板件的屈曲稳定系数建议计算公式,同时采用澳洲规范（AS／NZS4600：2005）、北美规范（AISIS100-2007）、欧洲规范（EN1993—1—3：2006）、美国规范（ANSI／AISICFSSPEC-1996）、中国规范（GB50018—2002）中的有效宽度法以及建议的加劲板件屈曲系数对收集到的国内外共100根卷边槽形截面轴压构件极限承载力进行计算分析．结果表明：我国现行规范《冷弯薄壁型铜结构技术规范》（GB50018—2002）和欧洲规范（EN1993—1-3：2006）计算结果偏于保守,而澳洲规范（AS／NZS4600--2005）、北美规范（AISIS100-2。07）和美国规范（ANSI／AISICFSSPEC--1996）计算结果偏不安全．利用建议公式再根据我国现行规范《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GB50018—2002）计算所得结果与实验值吻合较好,可供设计和修订规范参考．