钢支撑-混凝土框架结构优化研究

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发布时间：2022-07-18

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摘要：针对新版抗震规范 GB50011—2010所提出的钢支撑-混凝土框架结构体系,本文采用一种两阶段优化方法
对其进行优化研究,用VB和FORTRAN语言编写了相应的优化程序并结合工程算例对程序的优化效果进行了验
证。两阶段优化方法以结构造价为目标丽数,第一阶段是基于虚功原理、拉格朗日乘数法，以位移约束为约束条件
的优化过程；第二阶段则是采用多级优化方法,以强度约束、施工构造约束等为约束条件的优化过程。该方法能够
以较快的优化速度解决钢支撑-混凝土框架结构的优化问题，具有较好的工程实用价值。
关键词:钢支撑；混凝土桩架；两阶段优化方法
中图分类号：TU375.4
文献标志码:A
文章编号:1008-1933(2014]04 -007-06
Optimization of concrete frame with steel brace
ZHU Jiejiang,DAI Lijuan,JIANG Liang
( Departmem of Civil Eng,shanghai Univernghai 200072,China)
was presented in the latest China's seismic code (GB50011--2010).A program has been compiled by VB and FORTRAN using two-
of stnucture as objectiom. In phase 1 is optimized with work principle,Law in constraint con of
displacement. In phase 2,optimization was done using multi-level optign method in constraint conditions includingth,
construction requirements. This method was prowed cffective and eficient in optimization of concrete frames with stecl brace of differen
height,so it will havengineering practicabil
Key words:steel brace；concrete frame；two phase optimization method
0引言
束与强度约束的优化设计,并对优化效果进行了检
验。
我国新版抗震规范[1]中,提出了一种新的结构
1 研究现状
布置形式:钢支撑一混凝土框架结构。这种结构形式
是指在结构的某些部位适当添加支撑结构,形成带
陆新征、江见鲸1,开展了利用人字支撑提高异
钢支撑的钢筋混凝土框架结构，在不提高结构重量、
型柱框架结构抗扭性能的研究；Baldock.R和Shea.
施工难度和强度的前提下,达到提高结构刚度和安
Kt4 根据遗传算法编写了对含支撑系统的钢框架结
全性的目的
构进行结构优化的程序；黄冀卓和王湛[1采用遗传
对于钢支撑一混凝土框架结构这一新的结构体
算法求解了包括钢桁架和框架结构的离散型结构拓
系,在设计阶段如何做到确保结构安全、可靠的同
扑优化问题;张鹏程、袁兴仁[6]以增设方钢管对原
时,尽可能的降低结构的造价,使得设计方案更加经
有框架结构进行抗震加固,发现结构特征周期至少
济、合理,成为一个亟待解决的课题。这就需要对钢
减少 46% ；刘峰、谢灏斌、李丽娟”提出了用“启发
支撑一混凝土框架结构的优化设计进行研究。
式拓扑”或“拓扑变量离散化”处理变量的改进群搜
本文基于虚功原理、拉格朗日法及多级优化的
索优化方法以解决钢桁架结构拓扑优化设计问题；
思想,采用VB语言与 FORTRAN 语言编写了优化
程序,对钢支撑一混凝土框架结构进行了包括位移约
黄冀卓和王湛”基于遗传算法和渐进结构优化算
法,通过引人拓扑变量并修改无效杆件的弹性模量
对有支撑钢框架的离散型拓扑优化设计问题进行了
收稿日期：2013-02-22
研究。
作者简介:朱杰江（1963 - ）,男.博士(后),博士生导师,主要从事高
层建筑结构抗震和结构优化、空间钢筋混凝土框架多级优化的研究。
大多数文献的研究重点均是针对钢框架结构中
E-mailizhujit@ 126.com
支撑的优化设计进行了研究,钢支撑一混凝土框架的