基于ANSYS参数化设计语言的门式刚架优化设计

来源 :西南交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:justmxx
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
门式刚架是目前国内应用最为广泛的轻型钢结构,我国在门式刚架结构的设计、制作、安装等方面技术已趋成熟,每年新增建筑面积近200万m~2,但是目前惯用的设计方法是先假定截面,再验算强度、刚度、稳定性、构造等,获得较优的经济指标主要靠设计者的经验,所以,研究门式刚架结构的优化设计是具有实际意义的。ANSYS作为一款大型通用有限元软件,其强大的功能和广泛的应用使之成为全球计算机辅助工程(CAE)领域的主流软件。其本身的优化模块和自带的参数化设计语言APDL是实现结构优化设计的有效工具。本文概要地介绍了ANSYS结构建模分析和优化设计的基本理论与方法,之后阐述了变截面梁单元BEAM188的单元特性、输入参数、输出参数等技术条件,在此基础上,以一个三跨变截面门式刚架轻钢结构房屋为算例,考虑恒载、活载、风载和地震四种工况作用,以构件截面尺寸参数为设计变量,以强度、刚度、构造条件为状态变量,以结构的总用钢量为目标函数,基于ANSYS参数化设计语言APDL,选用一阶优化方法,编写结构分析文件和优化控制文件,对该结构做优化设计,最终得到了一个较优的设计序列,结果单榀刚架减重748Kg,比原设计省钢约19%,取得较好的经济效益。另外,本文把ANSYS的内力和变形结果与钢结构设计软件STS计算结果做了比较,表明ANSYS的计算结果是真实可靠的,完全能够用来校核和指导工程设计,最后对基于ANSYS参数化设计语言的结构优化设计这以课题做了总结与展望。本文的优化过程紧扣《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2001)和《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS 102:2002),并且给出了完整的建模分析命令流和优化控制命令流,体现了常见工程结构的静力、动力、模态分析及结果后处理的一般方法,对于其它类型门式刚架以及空间钢结构的优化设计具有很高的参考价值。
其他文献
型钢混凝土-钢(SRC-S)竖向混合结构由于具有较好的适用性而在高层建筑中得到普遍的应用。SRC-S竖向混合结构属于竖向不规则结构,容易因刚度的突变而形成薄弱层。本文主要研究
H型钢部分包裹混凝土组合柱是在焊接H型钢的翼缘板之间加设横向系杆并内填混凝土组合成的一种结构构件。内填混凝土能有效提高板件的抗局部屈曲能力,规则间距的横向系杆对混
随着高层建筑的兴起,核心筒结构体系的使用将越来越多,作为高层以及超高层建筑重要的抗侧力构件,对核心筒的理论分析方法和力学性能的研究具有重要的意义。由于实际中核心筒
型钢高性能混凝土剪力墙(SHPCW)通过型钢与高性能混凝土的相互组合,高性能混凝土的脆性得到较好的改善,型钢的作用得到充分发挥,构件的延性得以显著提高。本文简要介绍了型钢高
装配式临时架体是在施工过程中能够快速组装形成支承、快速拆除搬离现场的一种架体结构,具有受场地局限性小、安装方便、易于拆卸、可重复使用的特点,目前已广泛应用于多种场
通过对不同初始含水量、干密度、冻结时间的非饱和黄土在冻结作用下的水分迁移进行了实验研究,结果表明:在一定的冻结梯度下,一定长度的土样冻结,冻结区域含水量明显增大,未
结构模态参数识别方法在结构健康监测、损伤识别、模型修正和结构振动控制等方面扮演重要角色。对结构模态参数识别方法的研究目前主要集中在线性时不变系统,已形成成熟的理论
为了高效利用城市空间,高层、超高层建筑及城市地铁的数量、规模与日俱增,其涉及大量的基坑工程,同时促进了基坑工程的发展,基坑的开挖深度和开挖难度都呈增大趋势。由于基坑
学位
输电塔架是一种在输电系统中被广泛应用的高次超静定空间结构。随着我国现代化事业的不断发展,作为经济发展生命线工程的输电系统,它的安全性越来越受到重视,而输电塔架的安全又