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《东南大学》 2006年
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基于二阶分析的钢框架截面优化设计

王法武  
【摘要】: 结构线弹性分析加构件稳定性验算的设计方法只考虑了构件的稳定性,对构件与结构整体在强度和稳定性方面的相互作用未加以考虑。由于分析方法不能准确描述结构的承载性能,需要对每根构件假定计算长度并进行稳定性验算,设计过程异常繁琐,并且计算长度的假定会带来潜在的错误。随着个人计算机性能的提高,基于非线性分析和高等分析的设计方法必将成为工程师的标准分析和设计方法。传统的结构设计过程需要不断的分析及重新调整原有设计以满足设计规范的要求,大都是偏于保守和安全的设计,没有充分发挥材料的性能。结构优化设计是有效降低结构造价,快速得到最优设计方案的方法。本文将钢结构非线性分析设计研究和结构优化设计研究的最新进展结合起来,基于二阶分析方法和设计理论,对钢框架的优化设计进行了研究探索。 结构的敏感度在优化算法中常被用来确定迭代前进方向及步长,现有的结构敏感度求解方法大都基于线弹性分析。为了在优化设计中采用非线性分析,本文提出了在考虑大位移效应条件下求解空间框架结构位移和应力敏感度的方法,这为采用非线性分析的钢框架优化设计研究打下了坚实的基础。相应算例表明所提方法对结构的增量迭代分析是非常有效的和精确的。 本文根据型钢截面的离散性特点,通过回归分析拟合截面其他特性与截面积的关系,将离散变量优化转化为连续变量优化。为了从连续最优解得到更好的离散截面优化解,提出了分为三个阶段的分组圆整法。将构件可选的全部型钢进一步分类,具有相同或相近截面高度的截面型号归入相同的分组,同一分组的截面采用线性模型进行回归分析,当将连续最优解向离散解圆整时首先确定每个设计变量所属的分组,然后才圆整到离散解。 以所提出的敏感度求解方法和分组圆整法为基础,本文对采用二阶P-Δ-δ分析和设计方法的钢框架优化进行了研究。通过对构件施加等效初始弯曲,分析的同时即可考虑残余应力对构件强度和稳定性的影响,设计时不需要对每根构件再进行稳定性验算,简化了优化设计时需考虑的约束条件。计算实例表明本文提出的优化设计方法可有效提高钢框架结构的安全性和经济性。
【学位授予单位】:东南大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TU391

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【引证文献】
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1 王立星;摆线钢球行星减速器优化设计及有限元分析[D];西北农林科技大学;2011年
2 史祝;大型火电厂主厂房钢框排架结构抗震性能试验及其优化设计[D];西安建筑科技大学;2012年
【参考文献】
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1 隋允康,阳志光;应用两点有理逼近改进的牛顿法和对偶法[J];大连理工大学学报;1994年01期
2 刘宪亮,朱学民;加劲压力钢管结构优化设计[J];华北水利水电学院学报;1998年04期
3 吕大刚,王光远;结构智能优化设计──一个新的研究方向[J];哈尔滨建筑大学学报;1999年04期
4 夏人伟,周明;结构设计的统一优化准则法[J];计算结构力学及其应用;1985年04期
5 许素强,夏人伟;杆系结构几何优化中的广义变量近似方法[J];计算结构力学及其应用;1995年01期
6 王光远,周正源,霍达;结构设计的两相优化法[J];力学学报;1983年04期
7 隋允康,邢誉峰,张桂明;基于两点累积信息的原/倒变量展开的对偶优化方法[J];力学学报;1994年06期
8 杜群贵,迟永滨;通用结构优化设计系统的研究与实现[J];机械;2001年06期
9 李达,郭振邦;半刚接非线性钢框架的优化设计[J];天津理工大学学报;2005年03期
10 吴剑国,曹骥,龚铭,张其林;改进的离散复合形法与门式刚架结构优化设计[J];同济大学学报(自然科学版);2002年02期
【共引文献】
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1 孙玉萍;冯东海;王万祯;马洪伟;;梁—柱及柱脚均为半刚接的钢框架计算分析[J];四川建筑科学研究;2008年04期
2 隋允康;张伟;杜家政;;多单元组合结构截面强度优化[J];北京工业大学学报;2007年02期
3 洪林,刘涛,崔维成,谢锡南,祁恩荣;基于参数化有限元的深潜器主框架优化设计[J];船舶力学;2004年02期
4 张火明;孙志林;杨松林;张晓菲;;船舶航行性能综合优化研究(英文)[J];船舶力学;2010年09期
5 孙焕纯;王跃方;刘春良;;扁桁架结构稳定分析几何非线性临界点-欧拉理论[J];大连理工大学学报;2007年05期
6 隋允康,于新,张桂明;曲线寻优的收敛性和近似解析解法[J];大连理工大学学报;1995年03期
7 雷铁安,吴作伟,杨周妮;基于改进算法的多层神经网络的结构优化设计[J];大连铁道学院学报;2004年03期
8 尹志刚;丁洁民;周瑞忠;;基于改进遗传算法的非线性半刚接钢框架优化[J];福州大学学报(自然科学版);2007年06期
9 林桂伍,康金章,李定坤;折板结构的拓扑优化设计[J];福州大学学报(自然科学版);1997年06期
10 李?,胡云昌,曹宏铎;桁架结构智能布局优化系统[J];中国工程科学;2003年02期
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1 宋妍;于建华;;计算智能在振动工程中的应用[A];四川省振动工程学会2002年学术会议论文集[C];2002年
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1 李瑞川;序列线性规划移动限搜索策略及结合输入整形的PD控制研究[D];吉林大学;2011年
2 滕海文;基于最大熵的结构两相优化设计[D];北京工业大学;2002年
3 苗玉彬;逆摄动法和人机交互退火遗传算法及其应用[D];大连理工大学;2001年
4 李利;液压集成块智能优化设计理论与方法研究[D];大连理工大学;2002年
5 杨海霞;地下洞室全过程优化设计建模理论与分析方法[D];河海大学;2002年
6 周建中;基于模糊—神经元的抗震结构智能混合控制[D];西安建筑科技大学;2003年
7 叶红玲;连续体结构静力拓扑优化方法与软件开发[D];北京工业大学;2005年
8 刘毅;双向固定网格渐进结构优化方法及其工程应用[D];清华大学;2005年
9 任旭春;轮胎有限元分析及优化中的若干问题研究[D];清华大学;2005年
10 周剑锋;机械密封中的热流体动力效应研究[D];南京工业大学;2006年
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1 李伟;基于ANSYS平台的拓扑优化方法研究及其在离心机吊篮结构设计中的应用[D];中国工程物理研究院;2010年
2 张洁贤;短肢剪力墙的非线性分析及优化[D];太原理工大学;2011年
3 赵雪梅;铝合金半挂车关键拓扑优化轻量化设计[D];吉林大学;2011年
4 周浪;高层住宅剪力墙结构优化设计研究[D];武汉理工大学;2011年
5 谢福仙;大跨度军用梁桁架拱施工阶段受力分析及其性能研究[D];武汉理工大学;2011年
6 伊召锋;精密机床和高速铁路列车车体结构的数值仿真及优化设计[D];大连理工大学;2011年
7 任益楼;大型预应力联体渡槽基于可靠度理论的优化设计[D];河北工程大学;2011年
8 常园园;基于水平集函数的数字化拓扑优化设计及制造[D];青岛理工大学;2010年
9 刘阳;基于智能压电摩擦阻尼器的Benchmark模型地震响应半主动控制[D];华中科技大学;2011年
10 樊哲琳;大悬挑钢管桁架结构优化设计研究[D];南昌大学;2011年
【同被引文献】
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1 杨春辉;;基于MATLAB的平面六杆机构运动分析[J];重庆科技学院学报(自然科学版);2008年01期
2 李茂军,童调生;单亲遗传算法编码方式的研究[J];长沙电力学院学报(自然科学版);2000年03期
3 黄维平,邬瑞锋,张前国;配重不足时的动力试验模型与原型相似关系问题的探讨[J];地震工程与工程振动;1994年04期
4 刘启柏,温卫宁,刘勇;大型火电厂主厂房结构特点及其施工技术改进[J];电力建设;2003年10期
5 葛增茂;火力发电厂主厂房结构形式和体系评述[J];电力建设;1998年06期
6 文良谟;火力发电厂土建结构抗震设计的回顾和展望[J];电力建设;1998年06期
7 杨希;火力发电厂钢结构厂房的抗震分析[J];电力勘测;2001年01期
8 梁化楼,戴贵亮;人工神经网络与遗传算法的结合:进展及展望[J];电子学报;1995年10期
9 范建忠;大型火电厂主厂房的结构选型[J];福建电力与电工;1995年04期
10 洪柏年;象秀兰;;发电厂主厂房地震反应分析[J];工程抗震;1987年02期
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1 孙爱伏;唐柏鉴;;钢框架结构体系的抗震性能对比[A];第六届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2006年
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1 安子军;摆线钢球行星传动研究[D];燕山大学;2000年
2 李茂军;单亲遗传算法理论及应用[D];湖南大学;2002年
3 吴涛;大型火力发电厂钢筋混凝土框排架结构抗震性能及设计方法研究[D];西安建筑科技大学;2003年
4 黄冀卓;钢框架体系优化设计研究[D];同济大学;2006年
5 范胜波;虚拟数控车削加工质量预测系统的研究[D];天津大学;2005年
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1 彭帅;框架钢结构的研究及优化设计[D];武汉理工大学;2011年
2 张景瑞;火电厂主厂房框排架结构地震反应与优化设计分析[D];西安建筑科技大学;2011年
3 王广欣;摆线钢球行星传动模糊可靠性优化与建模仿真研究[D];燕山大学;2003年
4 申兆武;大型火电厂主厂房纵向带边框柱剪力墙抗震性能研究[D];西安建筑科技大学;2004年
5 张文轩;基于ANSYS的混合陶瓷球轴承接触分析与试验研究[D];天津大学;2004年
6 陈静;火电厂主厂房钢结构与钢筋混凝土结构的综合经济分析[D];清华大学;2005年
7 谢淮宁;钢框架结构的优化设计研究[D];河海大学;2006年
8 陈亮;大型火力发电厂服役主厂房结构抗震性能研究[D];西安建筑科技大学;2006年
9 孙改焕;环板式针摆行星传动动态特性分析[D];大连交通大学;2007年
10 西庆坤;摆线钢球行星减速器的误差分析及优化设计[D];西北农林科技大学;2008年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 夏人伟;桁架优化设计的一种新方法[J];北京航空学院学报;1981年03期
2 夏人伟 ,黄季墀;结构设计中的广义最优准则法[J];北京航空学院学报;1982年04期
3 钱令希,钟万勰,隋允康,张近东;多单元、多工况、多约束的结构优化设计──DDDU程序系统[J];大连工学院学报;1980年04期
4 吴剑国,赵莉萍,王建华;工程结构混合离散变量优化的模拟退火方法[J];工程力学;1997年03期
5 隋允康,耿树森;Taylor展式的推广及其在求解数学规划中的应用[J];工程数学学报;1985年01期
6 隋允康;完全二阶的“二次规划”的一种解法[J];工程数学学报;1990年03期
7 郑继红,邓卫东,孔祥勇,李原记;板梁组合结构尺寸优化中灵敏度的简化算法[J];江汉石油学院学报;2000年02期
8 隋允康,耿树森;广义几何规划二阶缩并的原算法及其在结构优化中的应用*[J];计算结构力学及其应用;1985年01期
9 隋允康,由衷;广义几何规划的完全二阶原算法[J];计算结构力学及其应用;1988年04期
10 刘宪亮;加劲压力钢管结构分析解析法[J];水力发电学报;1998年03期
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1 刘开国;钢框架结构的弹性和弹塑性二阶分析[J];华中建筑;2000年01期
2 王柯;李天;张猛;;用于钢框架结构二阶分析的一种实用塑性区数值模型[J];世界地震工程;2008年03期
3 李枫;;基于APDL语言某钢结构住宅优化设计[J];中国新技术新产品;2009年24期
4 安洋;孙秦;易龙;;某直升机全复合材料尾段结构优化设计研究[J];航空计算技术;2006年05期
5 张玉莲;陈胜;郑雄胜;;液压舱口盖甲板支撑结构的优化设计研究[J];应用力学学报;2008年02期
6 贺兴宏;赵丹宁;;基于ANSYS的低多层钢框架结构体系优化设计分析[J];中国科技信息;2008年16期
7 李宏德;戚木直;;立铣刀优化设计研究[J];河南机电高等专科学校学报;2006年06期
8 张小连;李忠学;魏昊岩;;钢框架二阶效应分析的迭代计算方法研究[J];低温建筑技术;2011年06期
9 陈贵葆;;Nd-Fe-B稀土永磁同步电动机的优化设计研究[J];电机与控制应用;1993年02期
10 夏利娟,余音,金咸定;复合材料蜂窝夹层板结构的多工况优化设计研究[J];振动与冲击;2005年03期
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1 李临洁;蒋焕迎;;钢框架结构稳定基本概念之我见[A];晋冀鲁豫鄂蒙川云贵甘沪湘十二省区市机械工程学会2007年学术年会论文集(河南、贵州分册)[C];2007年
2 牛海清;朱召泉;;钢框架结构的二阶效应分析[A];第十届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ卷[C];2001年
3 蒋焕迎;;钢框架结构稳定的计算方法初探[A];晋冀鲁豫鄂蒙川云贵甘沪湘十二省区市机械工程学会2007年学术年会论文集(河南、贵州分册)[C];2007年
4 王乐斌;白玉星;揭智渊;王珊;韩丽芳;;基于上限法的钢框架结构火灾作用下临界温度研究[A];钢结构工程研究⑧——中国钢协结构稳定与疲劳分会第12届(ASSF-2010)学术交流会暨教学研讨会论文集[C];2010年
5 邹昀;张振炫;;轻型钢框架支撑体系振动特性分析[A];第19届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅲ册)[C];2010年
6 包永成;舒赣平;;基于抽柱法的某高铁交通枢纽站钢框架结构抗连续倒塌分析[A];'2011全国钢结构学术年会论文集[C];2011年
7 何昭仁;张文元;;钢框架高等分析和现行简化设计方法在应用中的问题综述[A];钢结构工程研究⑧——中国钢协结构稳定与疲劳分会第12届(ASSF-2010)学术交流会暨教学研讨会论文集[C];2010年
8 魏淼新;蔡新;王德信;华坤健;;公伯峡土石坝优化设计研究[A];第五届全国结构工程学术会议论文集(第一卷)[C];1996年
9 吴杰;张其林;;基于混合变量的预张力结构优化设计研究[A];第六届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2006年
10 李晓豁;赵树强;;降低工作面粉尘浓度的采煤机参数优化设计研究[A];中国环境保护优秀论文集(2005)(下册)[C];2005年
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1 记者 孙亚光;梅河口与东南大学举行科技成果展示洽谈会[N];通化日报;2006年
2 王骏勇;面试合格直接录取[N];人民日报;2007年
3 辛桦;东南大学助推科技进步城市群[N];江苏经济报;2006年
4 周建越;科技成果与企业家“相亲”[N];苏州日报;2007年
5 姜玉涛;创新旗帜下,常州—东南“百年好合”[N];常州日报;2006年
6 记者  王燕宁 张晔 通讯员 李小男;东南大学推出科技新政[N];科技日报;2007年
7 记者 张璐 通讯员 宁科宣;向大学要生产力 南京再出新招[N];南京日报;2011年
8 郑立琪吴志龙;讲台下的两个七年[N];中国教育报;2007年
9 记者 王燕宁 通讯员 李震;东南大学学生培养见成效[N];科技日报;2007年
10 记者 王燕宁通讯员 李震;东南大学与苏州共建生物医用材料与技术重点实验室[N];科技日报;2007年
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1 王法武;基于二阶分析的钢框架截面优化设计[D];东南大学;2006年
2 邹浩;钢框架风荷载作用下适用性研究及可靠度分析[D];湖南大学;2012年
3 胡立黎;水平地震作用下梁填充钢框架结构抗震性能研究[D];长安大学;2010年
4 黄冀卓;钢框架体系优化设计研究[D];同济大学;2006年
5 刘少文;内摇摆柱—多层钢框架结构体系受力性能研究[D];西安建筑科技大学;2012年
6 何嘉年;基于体系可靠度的半刚性钢框架结构优化设计研究[D];汕头大学;2010年
7 杨帆;大空间及框架钢结构受火全过程数值模拟及损伤评估[D];清华大学;2010年
8 汤海波;高层建筑钢框架—支撑结构二阶随机反应分析[D];华南理工大学;1996年
9 倪正顺;铝热挤压模具热力耦合数值分析与结构优化设计研究[D];中南大学;2006年
10 王玉田;梁端翼缘扩大型连接钢框架抗震性能研究[D];西安建筑科技大学;2012年
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1 谢淮宁;钢框架结构的优化设计研究[D];河海大学;2006年
2 王铁军;钢框架—中心支撑双重抗侧力体系的剪力分配率分析[D];沈阳建筑大学;2011年
3 于鹏;P-Δ效应及结构阻尼对半刚性连接钢框架动力性能的影响[D];广东工业大学;2011年
4 高江永;离心泵叶轮与蜗壳参数优化设计的研究[D];河北工程大学;2008年
5 邵珍奇;多层钢框架结构的优化设计分析[D];西安建筑科技大学;2009年
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9 冯建霖;门式刚架轻钢结构优化设计研究[D];西安建筑科技大学;2009年
10 李尧;新型双梁铸造起重机主减速器的优化设计研究[D];武汉科技大学;2009年
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