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预应力混凝土框架结构的优化设计不同于钢筋混凝土框架结构的优化设计

按传统方法设计结构时,通常是根据荷载大小、构造要求和专家经验,人为地拟定结 构截面的主要尺寸,然后验算是否满足规范的各种要求。如果是满足的,即是可行的,如 果不可行,则要假定新的初值,重新设计验算。一般说来,这种设计方法所得的解不是最 优解,而只是可行解。由于传统的结构设计方法过多地依靠了经验,因此设计的合理性与 设计人员的设计熟练程度密切相关。

并且,传统的设计不可能同时考虑所有因素的约束情 况,也不直接与经济性发生联系,这将势必造成材料的过多消耗。优化设计克服了上述不 足,围绕着一个优化标准,不断循环和修改参数,直到取得最优结果。

优化技术在土建工程中的应用历史虽不长,但是其发展速度较快。从截面形式来看, 已由矩形发展到T形、工字形、箱形,从受力特征来看,已由静定的简支梁、悬臂梁发展到 超静定的连续梁、框架。且已从钢结构发展到钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构。并 且正在向更高的层次发展。诸如拓朴形状优化、整体优化设计及有限元优化设计。优化设 计的目的在于取得设计的合理性和经济性,并实现从设计到绘图的自动化。

预应力混凝土框架结构的优化设计不同于钢筋混凝土框架结构的优化设计。这不仅由 于前者比后者的受力分析更复杂,更主要是由于前者是隐函数设计法,约束函数不直接表 示为设计变量的函数,而且在选择数学模型时,要考虑预应力混凝土结构的整体性以及预 应力损失、超静定的次生影响。因此,它比普通钢筋混凝土框架结构的优化设计更复杂, 也更具有普遍性。


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