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钢筋混凝土框架结构优化设计研究_论文
，共计79页。
目 录 ：
摘 要
Abstract
第 1 章 绪 论
1.1 选题背景
1.2 结构优化的国内外研究进展
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 当前理论研究存在的一些问题
1.4 研究意义
1.5 本文的主要工作方法及主要工作内容
1.6 本章小结
第 2 章 基本理论
2.1 工程结构优化设计的基本理论
2.1.1 结构优化的基本含义
2.1.2 结构优化的数学模型
2.1.3 分层次结构优化
2.1.4 优化方法的概述
2.2 有限元分析方法在结构优化设计中的应用
2.2.1 有限元法的起源
2.2.2 有限元法的内容
2.2.3 有限元法的分析过程
2.2.4 有限元法的常用术语
2.3 本章小结
第 3 章 ANSYS 有限元软件概论
3.1 ANSYS 程序介绍
3.2 ANSYS 基本分析过程
3.3 ANSYS 程序操作方式
3.4 土木工程常用 ANSYS 单元介绍
3.4.1 土工工程常用 ANSYS 简介
3.4.2 梁单元 beam188 具体介绍
3.4.3 壳单元 shell181 具体介绍
第 4 章 基于 ANSYS 的结构优化设计
4.1 优化设计概述
4.2 ANSYS 优化设计概论
4.2.1 ANSYS 优化参数
4.2.2 ANSYS 的优化设计方法
4.2.3 ANSYS 的优化设计过程
4.3 本章小结
第 5 章 框架结构的优化设计
5.1 项目概要
5.2 初始优化模型的选取
5.2.1 初始结构设计约束与荷载
5.2.2 PKPM 建模和 SATWE 计算
5.2.3 对 PKPM 的计算结果分析
5.3 应用 ANSYS 对初始结构分析
5.3.1 ANSYS 框架结构模型建立
5.3.2 框架结构静力分析
5.3.3 模态分析
5.3.4 地震反应谱分析
5.3.5 荷载效应组合
5.4 应用 ANSYS 对框架结构进行优化设计
5.4.1 设计变量
5.4.2 目标函数
5.4.3 约束条件
5.4.4 ANSYS 结构优化
5.4.5 优化结果分析
5.5 PKPM 设计软件对已优化结构检验分析
5.5.1 相关荷载和约束
5.5.2 PKPM 建模和 SATWE 计算
5.5.3 对 PKPM 的计算结果分析
5.6 本章小结
结 论
参考文献
致谢
摘 要：框架结构因其抗震性能良好、工业化程度高等诸多优点被广泛采用。针对邯郸市某食品有限公司六层办公楼，利用有限元设计软件ANSYS对其进行优化分析，得到了有用的结果。具体分析过程为：利用结构设计软件PKPM对办公楼进行了数值模拟，提取SATWE计算结果中的相关参数，如：轴压比、周期比、位移比、剪重比、刚重比、刚度比、层间位移角等，对比于现行的设计规范，验证各项参数的合理性。利用有限元分析软件ANSYS，采用经PKPM分析合理的结构构建尺寸建立优化设计初始模型，以结构梁、柱构件的截面尺寸作为设计变量，以结构的承载能力、层间位移角等作为约束条件，以整体耗用建筑材料的总价小为目标，采用APDL语言，编写了结构有限元模型建立及分析程序和结构优化程序，对结构进行优化分析，通过37次优化迭代，得出优化结果为：梁、柱的截面尺寸得以减小，使结构受力更合理，耗用材料更少。利用PKPM软件，采用优化完成后的结构构件尺寸建立结构分析模型，验证优化方案的合理性和经济性。经过结构优化设计，结构钢筋总量减少了10.48%,混凝土总量减少了5.75%,工程耗材总价比优化前节约了7.32%，体现了优化方案的合理性和经济性。本文对实际工程所做的数值分析和优化设计完全符合相关结构设计规范的要求，该模型分析和优化的方法能应用于结构设计中，对钢筋混凝土结构和其他相关结构的优化设计提供了一定的参考。
关键词:框架结构；优化设计；PKPM；ANSYS；结构分析
应力强度分布图
PKPM结构模型
结构的弯矩图
结构第五阶振型X、 Z方向的位移图
标准层建筑平面图
线性有限应变梁
附件-96955797097568765.pdf