考虑理想 失效模式型钢 混凝 土框架优 化 童军福 ， 刘 琳 ， 周鸿霖 (西 安建筑科技大学土木工程 学院 ． 西安 7100S51 【摘 要】 型钢混凝土构件因具有承载力大、刚度大、构件截面尺寸小、良好的延性以及较好滞回特性及耗 能性能，被越来越广泛地应用。目前关于型钢混凝土框架的优化、可靠度及失效模式的研究也比较多，可将失效 模式与优化相结合的多 目标优化研究比较少 ，本文考虑理想失效模式利用遗传算法对型钢混凝土框架进行多目 标优化。【关键词】 型钢混凝土框架；多目标优化；理想失效模式；遗传算法 【中图分类号】 TU375．4 【文献标识码】 B 【文章编号】 1001—6864(2012)07—0056—03 型 钢混凝 土结构 因其 良好 的受力 性能 及 变形性 能越来越 被广 泛应用 ，学者对 于型 钢混凝 土结构受力 性能及失效模 式的研究 越来越 多且越来 越深入 ，可 对 于其机构优化方面 的研 究少之 甚少 ，可 见将来对 于型 钢混凝土结构优化设计研究有很大前途。 近年来发 生 的一系 列破 坏 性地 震造 成 了惨重 的 人员伤亡和巨大的经济损失 ，研究怎样使结构在地震 作用下由非理想的整体倒塌失效模式式(如发生突 然 ，或对应低临界荷载值等 )向理想模式 (如有征兆地 发生，或对应高临界荷载值等)转化迫在眉睫。 综上所述，考虑失效模式的型钢混凝土结构的优 化具有重要意义 ，本文 将失效 模式和结构优化相结合 ， 探讨适合型钢混凝土框架优化 的有效方法。 1 优化设计简要过程 本文提 出的优化方法 主要 通过 以下 步骤实 现 ：① 建立优化模型 ；② 通过 ANSYS建立 参数化 模型 ；③ 利 用遗传算法进行优化 。 1．1 失效模式讨论 门式框架计算简 图见图 1。 V IIIIIIlIII 图1门式框架竖向计算筒图 通过查阅资料以及别人的实验研究发现 门式 框 架共有 以下 9种失效模式 ，见图 2。 f＼、1 厂] f＼1 f、、1 f、、1 (1) (2) 圆 (4) (5) 厂]‘ 【囝 广1c7) ．n n (9) (10) 图2门式框架失效模式简图 本课题是经济效益与失 效模式 双 目标优 化 ，从 图 中看 出 ，失效模式 (1)、(2)是符合 本课题 要求 的理 想 样 ，给 出的具体计算公 式也不一样 ，但 是公式 中考虑 的 影响因素和公式得出的思路基本相同。 (3) 虽然在 某些 问题 的处 理上 ，也许英 国规 范 更加简便，而中国规范则考虑得更加全面，但并不能说 明用哪一种规范更好，因为每一条规定都有其使用背 景 和要参 照 的具 体情 况 。这 就需 要在 选用 规范 的时 候 ，不但要研究具体条文规定 ，还须 了解条文形成的背 景和适 用的情况 ，不可生搬硬套 ，以免造成工程事故 。 参 考文献 [1] BS5950—1990，英 国钢结 构设计 规范 [S] [2] GB50017—2003，中国钢结构规范 [s]． [3] 崔佳 ，魏明钟 ，赵熙元 ，但泽 义 ．钢结构设 计规范理解 与应用 [M]．北京 ：中国建筑工业出版社 ，2004． [4] 张耀春 ，周绪红 ．钢结构设计原理 [M]．北 京 ：高等教 育出版 社 ，2oo4． [5] 彭俊生，罗永坤．结构概念分析与 SAP2000应用[M]．成都： 西南交通大学 出版社 ，2005． [6] 陈世 民，何琳 ，陈卓 ．SAP2000结构分析简明教程[M]．北 京 ： 人 民交通 出版社

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