基于空间受力性能最优化的箱梁带斜梁空间刚架模型

作     者：宋泰宇 郑信光 孙旭霞 白志娟 SONG Taiyu;ZHENG Xinguang;SUN Xuxia;BAI Zhijuan

作者机构：同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司上海200092 同济大学土木工程学院上海200092 

出 版 物：《工业建筑》 (Industrial Construction)

年 卷 期：2023年第53卷第5期

页      面：88-94页

学科分类：081406[工学-桥梁与隧道工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(52008303) 中国博士后科学基金项目(2020M671237) 同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司科研项目(2021J-QL04) 

主　　题：有限元分析 箱梁 平板单元 最优化问题 参数化分析 

摘      要：提出一种新型的带斜梁空间刚架模型,可用于混凝土箱梁结构在线弹性阶段的空间受力分析。以带斜梁空间刚架模型和真实平板在面内轴压、面内纯剪、面外纯弯这三种基本荷载作用下变形的相对误差绝对值作为目标函数,以该模型中纵横梁和斜梁的截面特性作为可变参数,以目标函数达到最小值作为优化目标,通过求解该最优化问题,建立空间性能最优化的带斜梁空间刚架模型。采用集中荷载下的悬臂梁和均布荷载下的简支箱梁作为示例,对提出的模型进行了验证,结果表明:带斜梁空间刚架模型不受平截面假定的限制,可较准确地模拟空间结构的弯曲刚度和面内剪切刚度,其变形计算结果和计入剪切变形的材料力学理论解、实体模型结果基本吻合。