[發明專利]一種鋼桁梁桿件快速優化方法

有效

• 申請號: 202110503188.1
• 申請日: 2021-05-10
• 公開（公告）號: CN113268905B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發明（設計）人: 蘇偉;劉龍;李艷;王雨權;廖立堅;白青波;楊智慧;張興華;傅安民;吳迪;李恩良
• 申請（專利權）人: 中國鐵路設計集團有限公司
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F30/13
• 代理公司: 天津漿果知識產權代理事務所(普通合伙) 12240
• 代理人: 王龑

本發明公開了一種鋼桁梁桿件快速優化方法，包括以下步驟：基于預設的結構參數和檢算結果，對屬于同一根桿件的單元進行歸類，并提取強度、穩定、疲勞最大應力比結果；設置截面庫，按毛截面面積由小到大對截面庫中的截面進行排序，定位當前桿件截面在截面庫中的位置i，記為截面i；分別為強度檢算、穩定檢算、疲勞檢算設置優化目標，即最大應力比；對比桿件的應力比結果與優化目標，以截面i為起點，視情況試算截面i+1或截面i?1，直至滿足優化目標；重復此法對鋼桁梁所有桿件進行優化。本發明進行鋼桁梁桿件設計，可確保各桿件在滿足優化目標的情況下采用最經濟截面，既實現了鋼桁梁經濟指標的優化，又提高了設計效率。

技術領域

本發明屬于橋梁工程設計領域，具體涉及一種鋼桁梁桿件快速優化方法。

背景技術

鋼桁梁具有跨越能力強、剛度大、自重輕、抗震性能好、線路設計高程低等優勢，是大跨度鐵路橋梁中常見的橋式。

鋼桁梁桿件眾多，計算工作量大，初擬的截面尺寸一般無法滿足設計要求，需要對桿件進行優化。為達到所有桿件既安全又經濟的設計目標，往往需要對各桿件進行多次試算，因此優化工作是一項耗時耗力的重復性工作。而這通常與緊張的設計周期互相矛盾，導致設計者僅考慮結構安全性，以犧牲經濟性為代價進行鋼桁梁設計，造成不必要的浪費。

發明內容

本發明為解決現有技術存在的問題而提出，其目的是提供一種鋼桁梁桿件快速優化方法。

本發明的技術方案是：一種鋼桁梁桿件快速優化方法，包括以下步驟：

A.基于預設的結構參數和檢算結果，對屬于同一根桿件的單元進行歸類，并提取強度、穩定、疲勞最大應力比結果；

B.設置截面庫，按毛截面面積由小到大對截面庫中的截面進行排序，定位當前桿件截面在截面庫中的位置i，記為截面i；

C.分別為強度檢算、穩定檢算、疲勞檢算設置優化目標，即最大應力比；

D.對比桿件的應力比結果與優化目標，以截面i為起點，視情況試算截面i+1或截面i-1，直至滿足優化目標；

E.重復此法對鋼桁梁所有桿件進行優化。

更進一步的，步驟A中結構參數用來確定單元與桿件的從屬關系。

更進一步的，步驟A中檢算結果應包括強度-軸向檢算應力比、強度-軸彎檢算應力比、強度-純受彎檢算應力比、強度-受剪檢算應力比、強度-折算應力檢算應力比、穩定-軸向檢算應力比、穩定-純受彎檢算應力比、穩定-軸彎檢算應力比、疲勞檢算應力比。

更進一步的，步驟A最大應力比結果指檢算結果類型中篩選出的各項應力比最大值。

更進一步的，步驟B中截面庫為針對桿件類別和桿件位置建立的多個截面庫。

更進一步的，步驟C中強度檢算、穩定檢算、疲勞檢算設置的優化目標數量與檢算結果包含的數據類型相一致。

更進一步的，步驟D對比桿件截面i的應力比結果與優化目標，具體包括以下過程：

首先，將檢算結果的最大應力比與優化目標的最大應力比進行同類型對比；

在當前桿件最大應力比結果至少有一項超過對應的優化目標應力比時，執行最大截面判定；

在當前桿件最大應力比結果沒有超過對應的優化目標應力比時，執行最小截面判定。

更進一步的，所述最大截面判定，具體包括以下步驟：

D1.判斷截面i是否是當前桿件截面庫中最大截面，

如果判斷結果為真，則停止優化，返回注釋信息；

如果判斷結果為假，繼續執行以下步驟；