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不同荷载工况下钢筋混凝土深梁的拓扑优化设计

Topology optimization design for RC deep beams under different load conditions

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为探讨不同荷载工况对钢筋混凝土深梁拓扑优化的影响,同时改进当前深梁设计方法,采用渐进演化类拓扑优化算法寻求钢筋混凝土开洞深梁在不同集中加载工况和荷载集度工况下的最优拓扑结构,再依据这些最优拓扑结构建立相应的压杆-拉杆模型,并分析这些最优拓扑结构和压杆-拉杆模型的差异.结果 表明:压杆-拉杆模型均为较符合满应力分布的Michell结构;集中荷载作用在梁顶时,荷载从加载点通过最短直线压杆以压力的形式向支座传递;集中荷载作用梁腹和梁底时,荷载则通过伞状拉杆悬吊在主压拱上,再向支座传递;随着荷载集度降低,最优拓扑结构向拱或拱-组合压杆的组合体系演化.在工程设计中,对于不同荷载工况条件下的钢筋混凝土深梁,可以参照最优拓扑结构在内部有针对性地设计隐藏的受压加强构件或受拉钢筋.

张鹄志、王熙、谢献忠、杨彤麟、范达

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湖南科技大学土木工程学院,湖南湘潭411201

湖南科技大学结构抗风与振动控制湖南省重点实验室,湖南湘潭411201

钢筋混凝土深梁 荷载工况 拓扑优化 集中荷载 荷载集度 结构优化设计

5150818218B207

2021

10.3876/j.issn.1000-1980.2021.04.011

河海大学学报(自然科学版)
河海大学

河海大学学报(自然科学版)

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：0.803
ISSN：1000-1980
年,卷(期)：2021.49(4)
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