基于结构-设备动力相互作用的户内式变电站抗震设计优化

结合黄屯110 kV变电站生产综合楼设计实例,在结构-电气设备复合体系中考虑二者相互动力作用,分析复合体系在大震弹塑性阶段的地震响应,并与不考虑相互作用的计算模型比较分析。分析结果表明,在大震作用下,电气设备参与整个复合体系的动力反应,使主结构的地震响应变大,同时电气设备本身的动力作用也变大,如仍采用传统的等效荷载法设计是偏不安全的,最后给出主结构和电气设备抗震设计的合理建议和优化措施。

高大型井塔结构的抗震设计优化

高大型井塔结构计算复杂,特殊荷载种类多,抗震薄弱环节突出。结合内蒙古某主井井塔结构抗震设计的实例,从平面与竖向布置、特殊荷载、结构计算等方面分析了高大型井塔结构抗震薄弱的主要原因,即井塔的底层刚度小、楼板开洞面积大、荷载分布不均匀、建筑高宽比大、顶部不能设置中柱等;通过三维有限元分析与设计软件PMSAP的分析计算,提出了高大型井塔结构抗震设计薄弱环节的解决方案,即加大底层刚度、加大楼板刚度、调整楼面梁布置、加大底部楼层重量、加大基础嵌固层深度等;基于PMSAP从刚重比、有效质量系数、剪重比、周期比、位移比等方面对井塔结构抗震设计进行验算与分析,以为实际井塔工程提供数据和经验,并指出井塔须进行水平振动验算,将水平强迫振动频率与抗震计算得出的结构自振频率对比,以避免提升设备与井塔本身产生共振。

基于建筑结构的高层建筑抗震优化设计

随着高层建筑数量的增加,其所面临的地震风险也愈发显著。地震灾害给人们的生命财产安全造成了严重威胁,因此,高层建筑抗震设计成为一项至关重要的工作。文章将深入探讨基于建筑结构的高层建筑抗震优化设计,首先阐述高层建筑抗震设计原则,然后分析结构类型、材料选用,以及结构参数对抗震性能的影响,最后提出基于建筑结构的高层建筑抗震优化设计方法,以期为相关领域的工程实践提供参考和借鉴。

基于微粒群算法的供水管网抗震优化设计

以管网年费用折算值为优化目标、管网拓扑结构与管径为优化参数、管网节点最低可靠度为约束条件,建立了供水管网抗震优化设计模型。利用微粒群算法对这一模型进行了求解,该算法以管网作为微粒个体,通过不断地更新微粒的位置来搜索最优的管网结构,直到最后给出优化的管网结构。利用上述方法对一典型供水管网进行了抗震优化设计分析,给出了3种不同节点最低可靠度约束条件下的优化改造方案。

某大跨度双塔连体高层结构抗震优化设计

某高层大跨度双塔连体建筑,由两栋塔楼和一个连廊组成。由于连廊跨度达到53 m,如果连廊与塔楼之间采用常规刚性连接方案,静载作用下连廊会有一个较大的剪力传递给塔楼,使塔楼在竖向静载作用下就产生较大的剪力,导致原设计中塔楼内墙体多、墙厚大,抗侧刚度过大,结构基本周期小于场地特征周期,抗震性能不理想。为此,对原设计进行优化,采用控制施工过程中连廊支承方式的方法来解决分配给塔楼的作用过大的问题,即在施工阶段将连廊钢结构两端支座处理成滑动支座,待主体结构施工完成后再将连廊钢结构支座处理成刚接支座,从而减少静载作用下分配给塔楼的内力。在此基础上,优化左右塔楼的墙体布置,并按施工过程进行模拟分析,得出结构的内力分布规律。方案调整前后对比分析表明,采用控制钢桁架支座连接形式的方法有效地改善了结构的受力状态,在提高了结构安全性的前提下降低结构成本,相关设计思路可为大跨度连体结构设计和施工提供参考。

基于GA-RS的规则钢筋混凝土桥梁圆形单柱桥墩延性抗震优化设计

提出抗震结构集成优化设计的新方法,将多目标遗传优化算法与反应谱分析很好地结合起来,建立规则钢筋混凝土圆形单柱桥墩多目标抗震优化设计的通用框架,以圆形单柱桥墩的截面半径、纵向钢筋配筋率和横向箍筋配筋率为设计变量,以结构的初始材料造价、抗震强度需求能力比、抗震延性需求能力比为优化目标函数。通过把延性抗震设计问题转化为多目标优化问题,从而使设计者可以很好地平衡抗震设计的各种关键因素,并以可控的方式处理多个优化目标而获得Pareto意义上的最优设计参数。

近断层高速铁路典型桥梁抗震优化设计研究

研究目的:西南山区某高铁穿过现今非常活跃的小江断裂带,设防烈度高达九度。高地震烈度和近断层脉冲效应对铁路桥梁的抗震设计和高速列车行车安全提出了更高的要求。基于此,本文通过分析近断层地震激励下典型高铁桥梁的弹塑性动力响应规律,开展桥梁减隔震装置和桥墩设计参数优化研究。研究结论:(1)桥墩在近场地震动作用下轴力变化较大,对桥墩的承载能力产生较大的影响,在抗震设计中应予以考虑;(2)采取本文提出的优化设计流程能够使得桥墩在整个墩高范围内纵桥向和横桥向具有相近的安全储备,并充分发挥混凝土和钢筋两种材料的性能;(3)采用摩擦摆支座+限位耗能杆的减隔震体系具有良好的减隔震效果,内力减震率可达20%以上;(4)若允许支座销钉在多遇地震时剪断,可使多遇地震下墩底内力进一步降低11%~45%,由此降低的梁体横向加速度和增大的位移响应对行车安全性影响应进一步结合车桥耦合振动分析确定;(5)本研究成果可为高铁典型桥梁抗震设计提供参考和依据。

导管架海洋平台结构的抗震模糊优化设计

建立了导管架海洋平台结构的抗震模糊优化设计模型,对模型中的设计变量、目标函数和约束条件进行了模糊处理。用模糊优选法确定了约束边界的容差系数,并由改进的界限搜索方法求得了抗震模糊优化问题的最优解。以渤海油田BZ28-1储油平台为例进行了抗震模糊优化设计,计算结果显示,考虑模糊因素进行结构优化设计更具科学性和合理性。

Monte Carlo非线性反演方法在抗震结构优化设计中的应用

抗震结构的优化设计是一个多峰函数优化问题 ,其优化模型的维数高 ,并存在非线性等复杂因素 ,用传统确定性的计算式方法不易得出全局最优解 .MonteCarlo非线性反演方法对这类问题有很好的适应性 .根据一种新的抗震优化设计思想所建立的抗震优化设计数学模型 ,运用MonteCarlo非线性反演方法中的遗传算法进行抗震结构优化设计 ,通过对整个参数空间进行搜索 ,得到了抗震优化设计的主要参数 ,结果令人满意 .

管网系统抗震优化设计的正交枚举法

在管网系统总投资限额条件下，以系统抗震可靠度最大为优化目标，进行管网系统的抗震优化设计。根据管网系统的功能要求，设计特点及单元重要性的分析，将系统优化变量转化为较少的离散变量，并利用正交枚举法进行简化计算，从而避免了大规模非线性规划求解的困难。

底层柔性框架结构抗震优化设计

底层柔性框架结构是一种抗震性能较差的结构形式,在地震作用下结构的底层变形较大,容易导致结构严重破坏。为了避免出现底部薄弱层,在进行结构设计时应根据建筑功能要求选择合理的结构方案。采取增加构件截面尺寸、增设腰梁、设置翼柱等方案均能减小层间刚度比,但应根据具体情况来选用。在有条件的情况下,设置底层翼柱的抗震效果和经济性较好,值得推广使用。

武罐高速公路抗震优化设计及灾害防治技术研究 翻过高烈度震区,修条路去“桃花源”

多年来,甘肃省陇南地区一不通铁路,二不通高速公路。虽素有＂陇上江南＂之美誉,却也因交通不畅,被坊间戏称为五柳先生现实版的＂桃花源＂。汶川大地震中,陇南也深受其害,成为地震中甘肃省受灾最严重的地区。甚至在地震过去之后一年多时间里,因次生灾害频发导致的省道206线被阻断的情况时有发生。无奈之下,

HyperStudy在框架结构抗震优化设计中的应用

以地震剪力为优化目标,以梁柱截面尺寸为优化参数,以轴压比、剪压比、周期比等结构设计规范控制指标作为约束条件,应用HyperStudy调用集成的建筑结构有限元分析软件SAP2000对框架结构进行抗震优化分析,计算表明该法可大大提高结构优化的效率和可操作性,可供设计人员在进行混凝土结构抗震优化设计中参考。

基于GSO和IDA的钢结构建筑抗震优化设计方案

为了提高钢结构建筑的抗震性能,提出一种基于群搜索优化(GSO)算法和增量动力分析(IDA)性能评估的钢结构建筑抗震优化设计方案.首先,根据"中国建筑抗震设计规范(GBS0011-2010)"中的相关设计规范构建了一些结构和负载能力约束.然后,对传统GSO算法进行改进,使其能够更快地收敛到最优.接着,基于GSO对钢结构建筑中各组件参数进行优化,并通过IDA方法来评估备选方案的抗震性能,作为优化算法中解的适应度.最后,通过多次迭代获得最终的结构方案.实验结果表明,在不增加材料成本下,提出的方法所获得的结构方案具有良好的抗震性能.

钢管混凝土双肢格构墩梁桥抗震优化设计

以黄桷湾特大桥为工程背景,选取轴压比、梁墩刚度比、系梁布置形式及柱肢混凝土强度等级为设计参数,应用Midas Civil有限元软件构造了20座三跨对称桥梁计算模型。研究E1地震作用下钢管混凝土双肢格构墩连续梁桥主要控制截面参数地震响应,探讨各设计参数对钢管混凝土双肢格构墩连续梁桥抗震性能的影响规律,并对全桥进行优化验证。研究结果表明:轴压比对地震作用下结构内力和位移有一定影响,建议控制在0.15~0.25;梁墩刚度比对结构的抗震性能影响较大,控制在4.08~10.90时结构的内力分布更加合理;核心混凝土的强度在C40~C50时取值较为合理。

基于用户综合重要度的城市供水管网抗震性能化设计

提出按照用户节点重要度进行供水管网抗震性能化设计的方法,以不同重要度用户的抗震保障能力需求为设计目标,以管网拓扑结构和管段抗震能力为设计参数。建立以常态运行功能、震后救灾功能和网络拓扑结构为基础的用户节点重要度评价指标体系,采用多属性决策方法耦合计算用户综合重要度。根据管段造价系数、接口位移和抗震可靠度的对应关系,分析管段抗震能力"成本-效益"变化曲线。采用可考虑拓扑冗余度的优化分配模型确定管网的设计参数,以某城市供水管网为例进行管网抗震参数优化设计,验证了该方法的有效性。

高层建筑结构在分灾模式下的抗震设计

基目前建筑结构的抗震防震设计相比以前得到了很大的发展,从刚性设计、延性设计、控制设计到基于性能的抗震设计。本文要讲述的分灾模式下的抗震设计,符合基于性能的抗震设计,不仅要考虑结构的初始造价,还要考虑结构在破坏时造成的经济损失,还要尊重业主的要求。本文讲述了分灾模式下抗震设计的主要思想、设计要遵循的基本原则、设计优化模型以及一个基于分灾模式下优化设计例子,并对结果进行分析,提出了自己的建议,以供参考。

基于敏度分析的框架抗震优化

针对目前结构抗震优化设计方法存在优化效率低下的问题,提出一种高效的框架抗震优化设计方法。在有限元法和Newmark法基础上导出一种高效的层间相对位移对设计变量一阶和二阶导数的算法,建立显含时间参数,以结构质量最小化为目标,同时满足层间相对位移和设计变量约束的优化数学模型,通过积分型内点罚函数将显含时间参数的不等式约束优化问题转变为一系列不含时间参数的无约束优化问题,利用层间相对位移对设计变量一阶和二阶导数的信息计算罚函数的梯度和海森矩阵,然后利用梯度和海森矩阵构造求解优化设计问题高效有效的优化算法。算例表明该抗震优化方法能获得结构的最优设计,具有简单、下降速度快、不需要进行一维搜索等特点。是一种有效和高效的框架抗震二阶优化方法。

HyperStudy在框架-核心筒结构优化设计中应用

本文利用HyperStudy对某框架-核心筒结构进行抗震优化设计,以结构总造价最小为优化目标,以梁、柱、墙截面尺寸为优化变量,以楼层位移比和位移角,以及剪力墙轴压比、梁柱应力比、首层框架剪力分配比例等规范控制指标作为约束条件,优化结果表明该方法可用于结构抗震优化,通过敏感性分析得到各变量对造价的影响程度,对方案调整有一定指导作用,可供工程师在结构设计中参考。

某超高层办公塔楼抗震分析与设计

超高层办公塔楼总建筑高度为163. 55m,采用双重抗侧力结构体系:钢筋混凝土框架+核心筒结构体系。结构在第二层处有局部大开洞以及穿层柱,为找到结构薄弱部位并予以优化,在初步设计阶段的前期对结构进行地震作用下的弹性时程分析;为判断结构在大震作用下是否存在薄弱层及评价该结构在罕遇地震作用下的抗震性能,进行了大震作用下静力弹塑性分析;最后对结构进行了抗震性能优化设计及采取了加强措施。