[發(fā)明專利]一種基于兩層面承載安全性的工程結(jié)構(gòu)設(shè)計與優(yōu)化方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201310092076.7 | 申請日： | 2013-03-21 |
| 公開（公告）號： | CN103150444A | 公開（公告）日： | 2013-06-12 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 楊綠峰;余波;張偉;李琦;劉慧娟;段秋華;徐華;歐偉 | 申請（專利權(quán)）人： | 廣西大學(xué) |
| 主分類號： | G06F17/50 | 分類號： | G06F17/50 |
| 代理公司： | 北京瑞恒信達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11382 | 代理人： | 苗青盛;王鳳華 |
| 地址： | 530004 廣西壯族*** | 國省代碼： | 廣西;45 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 基于 層面 承載 安全性 工程 結(jié)構(gòu)設(shè)計 優(yōu)化 方法 | ||
1.一種基于兩層面承載安全性的工程結(jié)構(gòu)設(shè)計方法，包括：
步驟1，根據(jù)工程結(jié)構(gòu)初始設(shè)計方案或調(diào)整后設(shè)計方案的幾何尺寸、材料參數(shù)、荷載狀況和約束條件，確定結(jié)構(gòu)計算模型；
步驟2，根據(jù)上述結(jié)構(gòu)計算模型，識別高承載和低承載構(gòu)件；
步驟3，計算構(gòu)件和整體安全系數(shù)；以及
步驟4，根據(jù)構(gòu)件和整體安全系數(shù)，判斷結(jié)構(gòu)兩層面承載安全性，并且確定或者調(diào)整結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)計方法，還包括步驟5：
在所確定或者調(diào)整的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案基礎(chǔ)上，根據(jù)目標(biāo)構(gòu)件的識別原則和優(yōu)化調(diào)整策略，優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)計方法，其中，步驟2包括：
根據(jù)步驟1所確定的結(jié)構(gòu)計算模型，結(jié)合荷載設(shè)計值，利用彈性模量縮減法計算各迭代步的單元承載比；
根據(jù)識別準(zhǔn)則，識別高承載和低承載構(gòu)件。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)計方法，其中，步驟2中，所述識別準(zhǔn)則包括：
迭代末步承載比高于基準(zhǔn)承載比的構(gòu)件定義為高承載構(gòu)件；以及
迭代過程中承載比始終低于基準(zhǔn)承載比的構(gòu)件定義為低承載構(gòu)件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)計方法，其中，步驟3包括：
根據(jù)彈性模量縮減法迭代首步的單元承載比計算構(gòu)件安全系數(shù)其中，表示構(gòu)件e的安全系數(shù)；表示構(gòu)件e的單元承載比；
根據(jù)彈性模量縮減法迭代末步的單元承載比最大值計算結(jié)構(gòu)整體安全系數(shù)其中，表示結(jié)構(gòu)整體安全系數(shù)；表示迭代末步單元承載比的最大值。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)計方法，其中，步驟4進一步包括：
構(gòu)件層面的承載安全性判斷：若構(gòu)件安全系數(shù)小于設(shè)計限值，則通過調(diào)整構(gòu)件的幾何尺寸或材料參數(shù)以增大該構(gòu)件的截面強度，之后重復(fù)步驟1到步驟4，直到構(gòu)件安全系數(shù)不小于設(shè)計限值；
整體層面的承載安全性判斷：若整體安全系數(shù)小于設(shè)計限值，則在步驟2所識別的高承載構(gòu)件中，增大構(gòu)件安全系數(shù)小于整體安全系數(shù)限值構(gòu)件的截面強度，重復(fù)步驟1至步驟4，直到整體安全系數(shù)不小于設(shè)計限值。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)計方法，其中，步驟2中，所述的彈性模量縮減法中，通過有策略地調(diào)整單元彈性模量，以模擬結(jié)構(gòu)的內(nèi)力重分布和失效演化，進而確定結(jié)構(gòu)的極限承載力；
所采用的彈性模量調(diào)整策略為：
其中，下標(biāo)k表示迭代步；上標(biāo)e表示單元編碼；表示基準(zhǔn)承載比；單元承載比f為結(jié)構(gòu)的廣義屈服函數(shù)，m為廣義屈服函數(shù)的階次；E表示彈性模量。
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