基于效率系数的组合钢桁梁优化设计方法

摘要：

组合钢桁梁具有桁架结构的受力特征,同时还受节点性能和板桁组合作用的影响,受力机理复杂.传统有限元优化方法无法兼顾杆件和节点,为对组合钢桁梁设计方案进行快速、准确地优化,提出了一种基于效率系数的优化设计方法.在采用杆系有限元模型进行初步分析基础上,根据结构内力分布相似的假定,以杆件和节点承载力效率系数为优化指标对构件进行优化,再将优化方案代入有限元模型进行验证.以矩形钢管混凝土组合桁梁连续梁桥既有通用图集为依托工程,进行设计方案优化.结果表明:组合钢桁梁空间效应等因素产生的弯曲应力可达组合应力的15％～42％,弯矩产生的影响不可忽略,在计算杆件效率系数时应将弯矩和轴力同时考虑在内;效率系数可直观反映组合钢桁梁构件应力状态,快速定位优化构件,还可依据杆件截面特征将优化方案细分至板件层面;所提优化设计方法可对组合钢桁梁的节点和杆件进行统筹优化,避免反复进行有限元试算,显著提高优化计算效率.

关键词：桥梁工程、组合钢桁梁、优化设计方法、效率系数

所属期刊栏目：40

分类号：U441(桥涵工程)

资助基金：中央高校基本科研业务费专项资金项目300102219310

在线出版日期：2023-04-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：86-96