37962字硕士毕业论文钢框架结构优化设计研究

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37962 字硕士毕业论文钢框架结构优化设计研

究

论文概述：

本文是土木工程论文，本文在广泛调研有关于半刚性节点钢框架结构特点的基础上，应用神经

网络的优化算法结合有限元分析软件，以四层钢框架结构整体为研究对象。

论文正文：

第一章引言

1.1 研究的背景和意义

随着我国经济的不断发展，钢材产量不断增加，钢材的规格和种类逐渐完善，钢结构逐渐成为

建筑结构的主要形式之一。钢结构主要由钢制成，与传统的砌体结构和混凝土结构相比，具

“ ”有重量轻、强度高的突出优点。在同一建筑设计方案中，钢结构的使用可以显著降低结构的

整体自重，显著提高结构的安全性和承载力。对于相同自重的建筑材料，钢结构建筑比砖石结

构和混凝土结构有更大的用途空。施工速度快，整体性能好，组装程度高，可大大缩短工期，

在施工方便性和施工效率方面，钢结构比其他结构具有明显优势；它具有良好的塑性和延展

性，显著降低了结构脆性破坏的可能性，材料具有良好的均匀性和各向同性。它是一种理想的

弹性体，最符合一般工程力学的基本假设。然而，在砌体结构和混凝土结构中，结构构件中使

用了大量脆性材料，增加了结构在外部因素作用下发生脆性破坏的可能性。在众多钢结构中，

钢框架结构体系应用最为广泛。它不仅适用于民用多层和高层建筑结构，也适用于多层工业建

筑结构。它已成为目前使用的主要结构系统之一。随着社会的发展和技术的进步，钢结构在未

来的建筑发展中将会越来越快。中国建设部发布了《国家建筑钢结构产业第十个五年规划和

2015 年发展规划纲要》，明确提出大力推进钢结构在建筑工程中的应用。然而，目前钢结构设

计方法复杂，设计理论和实际应用还不够成熟，没有得到广泛应用。因此，钢结构体系领域的

研究应用和实际成果有待提高。

.........

1.2 钢框架结构在国内外的发展现状

国外钢结构的发展领先于中国。早在 1872 年，索尼的欧洲厂房就建成了，这是世界上第一座

钢架房。在特定的社会背景下，欧洲钢结构住宅的发展向前迈进了一步。欧洲[国家的钢架结

构一般为 4-5 层，组装程度高，在钢结构体系中所占比例高。二战后，英国等欧洲国家采用工

业化装配方法建造了大量住宅建筑，逐步形成了一批完整、标准化、系列化的建筑体系，为钢

结构住宅建筑的发展奠定了基础。英国伦敦[在20 世纪60 年代建造了一栋三层钢架结构的房

子。房子的主要承重构件是工字钢和柱。瑞典[3]20 世纪60 年代初建于首都斯德哥尔摩的朗兹·

克鲁纳独栋住宅是一座较早的框架钢结构住宅。意大利[4-5]BsAIs 工业建筑系统适用于多层钢

框架结构的施工。它具有外形新颖、结构受力合理、抗震性能好、施工速度快、生活办公舒适

方便等优点，已在欧洲、非洲、中东等地区广泛推广应用。美国[6-8]是第一个采用钢结构住宅

的国家，其中大部分采用钢框架结构住宅体系，发展也非常迅速。1965 年，钢结构住宅仅占美

国建筑市场的15%。1990 年上升到53%，1993 年上升到68%，2000 年上升到75%。近年来，

钢结构住宅在日本[发展迅速，年竣工面积占住宅总面积的25%。住宅建筑用钢的数量仍在逐

年增加。

……

第二章钢框架结构优化设计方法研究

2.1 钢框架结构优化算法简介

钢框架结构的安全使用和极限承载力要求体现在优化计算中，材料应力低于屈服极限，挠度低

于允许值。上述约束是优化过程中必须满足的约束。它们共同定义了优化设计的可行性区间，

并应在优化计算过程中的优化目标之前得到满足。作为优化目标，钢材总消耗量与优化变量之

间有明确的定量关系。然而，目标函数、约束条件和优化变量之间的定量关系相对复杂，无法

直接得到三者之间关系的数学表达式。目标函数的极值和最优解不能用传统的方法如数乘得

到，满足精度要求的最优解问题需要用其他优化算法得到。近年来，随着计算机设备性能的快

速发展，优化算法得到了极大的发展。优化算法和现代计算机技术的结合已经逐渐解决了许多

领域中最初的难题，包括结构优化设计[28]。同时，也为复杂目标函数和复杂约束下的多变量

优化和多目标优化研究提供了强有力的研究工具。目前，发展迅速、应用广泛的优化算法主要

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摘要：

37962字硕士毕业论文钢框架结构优化设计研究论文概述：本文是土木工程论文，本文在广泛调研有关于半刚性节点钢框架结构特点的基础上，应用神经网络的优化算法结合有限元分析软件，以四层钢框架结构整体为研究对象。论文正文：第一章引言1.1研究的背景和意义随着我国经济的不断发展，钢材产量不断增加，钢材的规格和种类逐渐完善，钢结构逐渐成为建筑结构的主要形式之一。钢结构主要由钢制成，与传统的砌体结构和混凝土结构相比，具“”有重量轻、强度高的突出优点。在同一建筑设计方案中，钢结构的使用可以显著降低结构的整体自重，显著提高结构的安全性和承载力。对于相同自重的建筑材料，钢结构建筑比砖石结构和混凝土结构有更大的用途...

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