探究钢筋混凝土框架结构优化设计

探究钢筋混凝土框架结构优化设计探究钢筋混凝土框架结构优化设计 摘要：本文首先概述了钢筋混凝土框架结构优化设计，然后从钢筋混凝土框架结构的框架梁柱及次梁布置、梁柱截面尺寸的选取与配筋等方面探讨了钢筋混凝土框架结构优化设计的工程应用。 关键词：钢筋混凝土；框架结构；优化设计 中图分类号：TU37 文献标识码： A 钢筋混凝土框架结构是当今建筑结构主要结构形式之一。如何使结构设计更为可靠、经济、合理，是设计者与开发商关怀的主要问题。所谓可靠、经济、合理，就是在满足工程使用要求和控制条件下使设计达到一个最佳方案，即达到结构优化设计。例如，追求材料达到充分利用，用料最省，造价最低，可靠性更高和追求结构的形状更合理。 结构优化设计是 20 世纪 60 年代进展起来的一门新技术。它的兴起给结构设计开辟了一条新的途径，设计方法发生了深刻变革，使人们从传统的被动结构分析转变为主动的结构优化设计，为结构设计的自动化开辟了宽阔的前景。利用结构优化设计方法，通过计算机可迅速求出给定条件下的最优设计方案，设计速度大大加快，设计质量显著提高。 钢筋混凝土框架结构是目前乃至今后很长时间仍是我国建筑结构中一种量大面广的结构形式，特别是近年来结构设计出图时间随着市场的要求越来越短，而结构设计、校对、审核、审查各环节主要强调满足法律规范、规程要求，忽视结构方案优化，这样掌握钢筋混凝土框架结构优化设计的方法就显得尤为重要。 1 钢筋混凝土框架结构优化设计概述 1.1 常用的结构优化设计方法概述 结构优化设计大致可以分为三类，即尺寸优化、性能指标优化和拓扑优化。 1.1.1 尺寸优化 对结构进行优化设计的最简单和最直接的做法是修改结构单元的尺寸，亦即在优化设计过程中将结构的尺寸参数作为设计变量，这种方法称为结构尺寸优化设计。运用这种方法，人们可以对结构进行优化，以达到目标函数最优的目的。但尺寸优化不能改变原结构的形状和拓扑，很难对原设计进行较大的修改。 1.1.2 性能指标优化 常用的形状设计方法将控制结构形状的某些边界控制点的几何信息取为设计变量，由这些控制点生成结构的边界，从而达到改变结构的形状，使目标函数最优的目的。性能指标优化既可以改变结构单元的尺寸，又可以改变结构的形状。 1.1.3 拓扑优化。 结构拓扑优化方法的主要思想是将寻求结构的最优拓扑问题转化为在给定的设计区域内寻求最优材料的分布问题。它不仅要解决尺寸优化问题...