Оптимизация конструкций железобетонных балок и рам методом эволюционного моделирования

• Автор: Мироненко, Инна Вячеславовна
• Шифр специальности: 05.23.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Брянск
• Количество страниц: 153 с. : ил.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

1.1 Методы механики стержневых железобетонных конструкций

1.2 Методы оптимизации железобетонных конструкций

1.3 Основные выводы к главе

1.4 Цель и задачи исследований

2 РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ КОНЕЧНО-ЭЛЕМЕНТНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ И ОПТИМАЛЬНОГО СИНТЕЗА ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ БАЛОК И ПЛОСКИХ РАМ
2.1 Алгоритм расчета плоских стержневых железобетонных конструкций методом конечных элементов на основе многослойной модели
2.2 Методика оценки нагруженности конструкций при запроектных воздействиях с учетом нелинейной работы материалов

2.3 Примеры расчета железобетонных конструкций

2.3.1 Расчет железобетонного ригеля

2.3.2 Расчет железобетонной рамы

2.3.3 Расчет железобетонного ригеля при учете запроектных воздействий
2.4 Алгоритм решения оптимизационных задач
2.4.1 Постановка задачи оптимизации
2.4.2 Процедура решения задачи
2.5 Анализ сходимости эволюционной оптимизации железобетонных конструкций
2.5.1 Железобетонная балка
2.5.2 Железобетонная рама
2.6 Основные выводы к главе

3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ РАЗРАБОТАННОЙ МНОГОСЛОЙНОЙ СХЕМЫ
3.1 Железобетонные балки с прямоугольным поперечным сечением
3.1.1 Цели эксперимента. Испытуемые образцы
3.1.2 Схема нагружения и порядок проведения эксперимента
3.1.3 Результаты первого этапа нагружений. Сравнение расчетных и экспериментальных данных
3.1.4 Влияние изменения схемы приложения сил на работоспособность балок
3.1.5 Данные многократного нагружения
3.2 Двухполочный ригель
3.2.1 Объект исследования, цели и порядок проведения эксперимента
3.2.2 Конечно-элементная модель для программы ОГУБОС
3.2.3 Модель ригеля для программного комплекса БТАЯКЕБ
3.2.4 Расчет прогибов на основе формул СНиП
3.2.5 Сопоставление полученных результатов
3.3 Использование известных экспериментальных данных
3.4 Сравнение результатов, полученных для плоской рамы с помощью разработанного алгоритма и программного комплекса БТАЯКЕБ
3.5 Основные выводы к главе
4 ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ОПТИМИЗАЦИОННЫХ ЗАДАЧ ДЛЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ
4.1 Оптимизация железобетонной балки
4.2 Оптимизация двухпролетной железобетонной рамы
4.3 Анализ экономической эффективности применения модифицированных бетонов
4.4 Анализ целесообразности обеспечения жестких связей конструктивных элементов железобетонных рам

4.5 Исследование влияния требований к трещиностойкости на себестоимость железобетонных конструкций
4.6 Оптимизация сборной двухэтажной железобетонной рамы с учетом многовариантности нагружения
4.7 Основные выводы к главе
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ А КОПИИ ДОКУМЕНТОВ
Рисунок 2.14 - Эпюры нормальных напряжений (МПа) в сечениях А-А, Б-Б и
В-В при р
На рисунках 2.15 - 2.17 отражена сходимость итерационного процесса решения данной задачи по максимальным прогибам. Из этих рисунков видно, что сходимость итераций для первой ступени фактически достигается уже за 4-5 итераций, для второй - 22-25 итераций, для третьей - 14-15 итераций.
Результаты расчета железобетонного ригеля говорят о возможности получения с помощью разработанной методики достаточно подробной картины напряженно-деформированного состояния объекта при учете физически нелинейной работы несущей системы. При этом получена достаточно высокая скорость сходимости итерационного процесса. В зависимости от действующей нагрузки решение задачи потребовало выполнения от 4 до 25 шагов процедуры (2.17).