基于稳定理论的单斜式桁架优化设计.pdf

《基于稳定理论的单斜式桁架优化设计.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、四川建筑科学研究第37卷第4期36SichuanBuildingScience2011年8月基于稳定理论的单斜式桁架优化设计赵冰，任治章(南阳理工学院土木工程系，河南南阳473o04)摘要：单斜式平行弦型钢桁架在实际工程中应用广泛，当跨度、荷载及材料、杆件截面形式一定时，桁架的用料及造价取决于腹杆的倾角。钢结构设计规范规定角取值在[3O。，6o。]，但在设计中，角究竟取何值才能使桁架用料最省、造价最低，对这个问题，至今理论上还没有明确的结论。本文针对该问题进行了研究，讨论了此类桁架结构参数的优化设计问题。在满足结构的强度及稳定条

2、件的基础上，利用压杆稳定设计直接法建立优化设计的数学模型，使用数值方法进行求解，得出了a角最优值计算公式。通过算例分析进一步证明了本文结论的可靠性，为此类桁架结构的优化设计提供了理论依据。关键词：稳定理论；桁架；腹杆倾角；优化设计中图分类号：TU323．4文献标识码：A文章编号：1008—1933(20l1)04-036—03OptimaldesignforsingleinclinedparallelsteeltrussbasedonstabilitytheoryZHAOBing，RENZhizhang(NanyangInsti

3、tuteofScienceandTechnology，Nanyang473004，China)Abstract：Singleinclinedparallelsteeltrussiswidelyusedincivilengineering．Whenthespan，load，materialandsectionshapeofthetrussareknown．thecostofthetrussdependsontheinclinationoftheinclinedbar．TheCodeofSteelStructuresDesignpr

4、ovidestheanglescopingfrom30。to60。．Indesignoftruss，whatparameterCanmakethedesignedtrussmosteconomic，SOfaranyclearconclusionforithasn'tbeenreached．Inthispaper，thisquestionhasbeenstudied，thestructureparameteroptimizationproblemhasbeendiscussed，onthebasisoftheconditionof

5、strengthandstability，withdirectmethodformulasforsectiondesignofcompressionbar，themathematicalmodelofoptimaldesignhasbeenestablished，andsolvedinaapproximatemethod，theoptimalsolutionofthestructuralparametershasbeenderived，exampleofthisanalysisdemonstratesthereliability

6、ofconclusions，whichprovidestheoreticalfoundationfortheoptimaldesignofthetruss．Keywords：stabilitytheory；truss；inclinationofinclinedbar；optimaldesign没有明确的结论。本文针对该问题进行了研究，讨0引言论了此类桁架结构参数的优化设计问题。在满足结型钢桁架结构具有结构轻巧、能够快速组装且构的强度口及稳定条件的基础上，利用压杆稳定结构系统性好等特点，被广泛应用于公路、铁路、市设计直接法建立优化

7、设计的数学模型，使用数值政、建筑等建设项目，对于该类结构的设计，在钢结方法进行求解，得出了角最优值计算公式，进一步构设计规范也作了详细规定，但是在工程实际应用讨论了腹杆倾角最优范围，供结构设计人员参考。中仍存在一些问题。1优化设计的数学模型本文以工程中应用较广泛的单斜式平行弦型钢桁架为研究对象，当桁架的跨度、荷载、材料及杆件单斜式平行弦型钢桁架的计算简图如图1所示。以斜腹杆倾角为设计变量，以桁架的材料体截面形式一定时，桁架的用料及造价主要取决于腹F／2FFFPFp／2杆的倾角。钢结构设计规范规定角取值在[3O。，60。]，但在设

8、计中，角究竟取何值才能使桁架用料最省、造价最低，对这个问题，至今理论上还收稿日期：2010-09—13作者简介：赵冰(1976一)，男，河南南阳人，硕士，讲师，研究方向为结构设计及优化。图1桁架简图基金项目：河南省自然科学基金项目(0524220068)Fig．