超高层结构基于刚重比敏感性的优化设计方法

发布时间：2020-12-08 16:47

　　结构整体稳定是超高层建筑结构设计的基本要求。为控制超高层建筑结构的重力P-Δ效应（结构的水平变形引起的重力附加效应）不至于过大,提出一种基于刚重比敏感性的单驱动约束优化设计方法。刚重比,即结构的刚度和重力荷载之比,是影响重力P-Δ效应的重要参数。依据虚功原理和等增量分析方法,分别推导敏感性系数公式,并以两层平面框架为例计算其敏感性系数,从理论上说明了方法的可行性。将该优化方法用于建筑高度468 m的某超高层建筑,调整构件尺寸后共计节约成本939.1万元,从工程实践上说明了方法的可行性。研究表明,针对以刚重比为驱动约束的超高层建筑结构,该方法能合理地将材料分配到不同的构件组中,可实现经济有效的结构设计。 

【文章来源】：同济大学学报(自然科学版). 2020年07期 第929-936页 北大核心

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

内力示意图

对于线单元，在构件长度一定的情况下，若构件截面尺寸在优化设计过程中保持一定比例，则AY、AZ、IX、IY、IZ与截面面积A的关系就能建立起来，也就能建立起与构件成本c的关系。式（16)～(19）中：B为单元横截面的宽；H为单元横截面的高；C为单位体积的成本；L为单位的长度；α为常数，其值为H/B。

根据图3，对于水平构件有式中：MKH、MLH为别为K层、L层水平构件质量；ρHk为水平构件k的质量密度；CHk为水平构件k单位体积的成本；cH为水平构件k的成本。

【参考文献】：
期刊论文
[1]质量分布不均匀的高层建筑整体稳定性分析[J]. 李少成,刘畅.  建筑结构. 2019(S1)
[2]复杂连体高层结构整体稳定研究[J]. 安东亚.  建筑结构学报. 2019(03)
[3]周期与层间位移角双约束条件下超高层结构优化设计方法[J]. 赵昕,李浩,秦朗.  建筑结构学报. 2018(01)
[4]复杂体型高层建筑结构稳定性验算[J]. 杨学林,祝文畏.  土木工程学报. 2015(11)
[5]结构刚重比算法研究及软件实现[J]. 武云鹏,韩博,郭峰,苗启松.  建筑结构. 2015(18)
[6]上海中心大厦结构整体稳定性分析及巨型柱计算长度研究[J]. 陆天天,赵昕,丁洁民,巢斯,何志军.  建筑结构学报. 2011(07)
[7]高层建筑混凝土结构的稳定设计[J]. 徐培福,肖从真.  建筑结构. 2001(08)



本文编号：2905364