振型优化方法在某雷达站高层钢结构中的应用

发布时间：2021-12-08 23:08

　　结构的动力特性通常是控制结构设计的重要因素,因此结构的振动频率、振型模态通常是工程师关注的重点。很多情况结构在既定的建筑功能要求和结构布置下,其振动频率可能不满足期望值,因此需要采取一定手段达到用尽可能小的变动量将结构的动力性能加以改善以满足设定要求,使其对结构方案的影响降到最低。从结构动力平衡方程出发,以结构应变能的角度建立了结构各构件对某阶振动频率的量化关系,并研发了结构振型优化分析软件,使用该软件对某雷达站高层钢结构进行了分析,求得了各构件对一阶振动频率的贡献度分布,并通过加强贡献度大的构件,削弱贡献度小的构件,使得该结构在满足现有设计要求下,共节省混凝土约3 000吨,钢材300吨,结构自重降低14.5%,多遇地震下基底剪力降低14.5%。 

【文章来源】：建筑科学. 2020,36(S2)北大核心CSCD

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【部分图文】：

结构振型优化分析软件操作界面

结构计算模型

图2 结构计算模型从图4可以看出，结构底部竖向立柱对结构基本周期贡献最大，其次为斜交支撑构件，且沿着结构高度上行，各构件的贡献度均显著减小，在结构中上部楼层，呈现斜交支撑构件贡献度逐渐大于同一楼层高度的竖向立柱构件，因此优化的思路即对贡献度大的构件进行加强，对贡献度小的构件进行削弱，此处对该结构底部5层钢管混凝土柱进行加强，对中上部的钢管和型钢进行削弱，经计算优化后，共节省材料用量约3 300吨，其中节省混凝土约3 000吨，节省钢材约300吨，优化前后结构的振动频率均为1Hz，优化前后结构主要指标列于下表1，可以看出，优化后的结构仍能保证对结构的基频要求，且经济成本有了较为显著的下降，优化效果较好。


本文编号：3529423