【摘 要】
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目前,全世界有大量的建筑都采用了不规则的结构形式。与采用传统规则结构形式的建筑相比,不规则结构形式的建筑有相对较低的刚度,从而导致其力学性能较差。为了解决这一问题,常通过增加侧向钢支撑来抵抗地震或风荷载,增强其抗侧性能。然而,钢支撑的布置对结构的抗侧性能有较大影响。因此,对于不规则的结构体系,为了减小侧向荷载引起的结构响应,如何实现侧向支撑的最优布置就显得至关重要。一般我们采用试错和经验的方式对其
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目前,全世界有大量的建筑都采用了不规则的结构形式。与采用传统规则结构形式的建筑相比,不规则结构形式的建筑有相对较低的刚度,从而导致其力学性能较差。为了解决这一问题,常通过增加侧向钢支撑来抵抗地震或风荷载,增强其抗侧性能。然而,钢支撑的布置对结构的抗侧性能有较大影响。因此,对于不规则的结构体系,为了减小侧向荷载引起的结构响应,如何实现侧向支撑的最优布置就显得至关重要。一般我们采用试错和经验的方式对其进行评价及优化,但是这种方式需要花费大量的时间,而且通过试错优化得出的结果往往并不完整,因此如何进行高效的结构优化成为了关键问题。目前,诸多学者已经开发了相关的程序用于解决这类问题。考虑到MATLAB可与SAP2000-OAPI进行双向数据转换,本文利用MATLAB编写了基于遗传算法的优化程序,对平面钢框架体系中的侧向支撑进行了拓扑优化,使其在侧向载荷下的层间位移达到最小。为了验证该优化程序的适用性,本文采用非线性静力推覆分析方法,利用SAP2000对三种竖向不规则(退台、收进、悬挑)、四种支撑形式(单斜撑、X形支撑、人字形支撑、V形支撑)的支撑框架体系进行了分析。结果表明,利用程序优化过的侧向支撑体系提高了结构整体的力学性能,并且能使更多侧向支撑在梁柱屈服前发挥作用,从而延缓了梁、柱构件塑性铰的形成。
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