基于ANSYS參數化設計語言的門式剛架優(yōu)化設計.pdf

1、門式剛架是目前國內應用最為廣泛的輕型鋼結構，我國在門式剛架結構的設計、制作、安裝等方面技術已趨成熟，每年新增建筑面積近200萬m/，但是目前慣用的設計方法是先假定截面，再驗算強度、剛度、穩(wěn)定性、構造等，獲得較優(yōu)的經濟指標主要靠設計者的經驗，所以，研究門式剛架結構的優(yōu)化設計是具有實際意義的。 ANSYS作為一款大型通用有限元軟件，其強大的功能和廣泛的應用使之成為全球計算機輔助工程(CAE)領域的主流軟件。其本身的優(yōu)化模塊和自帶的

2、參數化設計語言APDL是實現結構優(yōu)化設計的有效工具。 本文概要地介紹了ANSYS結構建模分析和優(yōu)化設計的基本理論與方法，之后闡述了變截面梁單元BEAM188的單元特性、輸入參數、輸出參數等技術條件，在此基礎上，以一個三跨變截面門式剛架輕鋼結構房屋為算例，考慮恒載、活載、風載和地震四種工況作用，以構件截面尺寸參數為設計變量，以強度、剛度、構造條件為狀態(tài)變量，以結構的總用鋼量為目標函數，基于ANSYS參數化設計語言APDL，選用一階

3、優(yōu)化方法，編寫結構分析文件和優(yōu)化控制文件，對該結構做優(yōu)化設計，最終得到了一個較優(yōu)的設計序列，結果單榀剛架減重748Kg，比原設計省鋼約19％，取得較好的經濟效益。另外，本文把ANSYS的內力和變形結果與鋼結構設計軟件STS計算結果做了比較，表明ANSYS的計算結果是真實可靠的，完全能夠用來校核和指導工程設計，最后對基于ANSYS參數化設計語言的結構優(yōu)化設計這以課題做了總結與展望。 本文的優(yōu)化過程緊扣《建筑抗震設計規(guī)范》(GB50