鋼結(jié)構(gòu)住宅作為新興的第三代建筑逐漸在國內(nèi)發(fā)展起來,其施工工期較短,結(jié)構(gòu)空間使用率高,且具有_的抗震性能,符合住宅產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展要求。對于鋼結(jié)構(gòu)住宅來說,樓板體系是其中一個重要組成部件。鋼筋桁架組合樓板是一種新型組合樓板,具有施工速度快、結(jié)構(gòu)受力性能_等優(yōu)點。在施工階段,鋼筋桁架組合樓板不需要支模,而是利用構(gòu)件中的鋼筋桁架提供的剛度,無支撐長度較大,滿足鋼結(jié)構(gòu)住宅對于施工速度的要求;使用過程中,鋼筋桁架組合樓板中的鋼筋桁架、底部鋼板和混凝土形成復(fù)合結(jié)構(gòu)共同承受荷載。 論文在對鋼筋桁架組合樓板抗彎性能試驗研究基礎(chǔ)上,從滿足施工及設(shè)計需求出發(fā),對新型組合樓板優(yōu)化設(shè)計進(jìn)行研究。介紹了優(yōu)化算法,并初步建立了鋼筋桁架樓板優(yōu)化設(shè)計的數(shù)學(xué)模型。開展鋼筋桁架樓板抗彎性能試驗,并建立試件有限元模型,通過試驗結(jié)果對比分析,驗證有限元模型建立的可靠性。
開展了鋼筋桁架組合樓板優(yōu)化分析,為了使優(yōu)化過程和結(jié)果可靠收斂于全局,將零階方法和一階方法結(jié)合,把鋼筋桁架高度、鋼筋桁架間距和鋼筋直徑作為設(shè)計變量,強度、變形等作為約束條件,在使用階段以造價為目標(biāo)函數(shù),在施工階段綜合考慮鋼筋用量和樓板厚度為目標(biāo)函數(shù),建立優(yōu)化模型,進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。 通過研究,給出了優(yōu)化次數(shù)與設(shè)計變量、狀態(tài)變量和目標(biāo)函數(shù)的關(guān)系,得到優(yōu)化設(shè)計成果,并對優(yōu)化成果對比分析,經(jīng)過優(yōu)化計算的樓板受力更加合理,而且節(jié)約材料。對優(yōu)化樓板的校核計算表明,優(yōu)化后的樓板符合設(shè)計原理,與原設(shè)計方案相比,其應(yīng)力、變形指標(biāo)均得到了_。論文分析了材料價格、材料強度、板面荷載和板的跨度等因素對使用階段鋼筋桁架樓板優(yōu)化結(jié)果和造價影響,得出板面荷載和板的跨度是影響桁架高度的主要因素,根據(jù)優(yōu)化結(jié)果編制了樓板優(yōu)化設(shè)計表格,對設(shè)計具有_參考價值。通過增加樓板優(yōu)化的數(shù)量,得出了在施工階段鋼筋桁架模板使用跨度的增加趨勢,對鋼筋桁架模板選用表進(jìn)行了改進(jìn)。
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