[发明专利]一种钢桁梁杆件快速优化方法

说明书

本发明公开了一种钢桁梁杆件快速优化方法，包括以下步骤：基于预设的结构参数和检算结果，对属于同一根杆件的单元进行归类，并提取强度、稳定、疲劳最大应力比结果；设置截面库，按毛截面面积由小到大对截面库中的截面进行排序，定位当前杆件截面在截面库中的位置i，记为截面i；分别为强度检算、稳定检算、疲劳检算设置优化目标，即最大应力比；对比杆件的应力比结果与优化目标，以截面i为起点，视情况试算截面i+1或截面i‑1，直至满足优化目标；重复此法对钢桁梁所有杆件进行优化。本发明进行钢桁梁杆件设计，可确保各杆件在满足优化目标的情况下采用最经济截面，既实现了钢桁梁经济指标的优化，又提高了设计效率。

技术领域

本发明属于桥梁工程设计领域，具体涉及一种钢桁梁杆件快速优化方法。

背景技术

钢桁梁具有跨越能力强、刚度大、自重轻、抗震性能好、线路设计高程低等优势，是大跨度铁路桥梁中常见的桥式。

钢桁梁杆件众多，计算工作量大，初拟的截面尺寸一般无法满足设计要求，需要对杆件进行优化。为达到所有杆件既安全又经济的设计目标，往往需要对各杆件进行多次试算，因此优化工作是一项耗时耗力的重复性工作。而这通常与紧张的设计周期互相矛盾，导致设计者仅考虑结构安全性，以牺牲经济性为代价进行钢桁梁设计，造成不必要的浪费。

发明内容

本发明为解决现有技术存在的问题而提出，其目的是提供一种钢桁梁杆件快速优化方法。

本发明的技术方案是：一种钢桁梁杆件快速优化方法，包括以下步骤：

A.基于预设的结构参数和检算结果，对属于同一根杆件的单元进行归类，并提取强度、稳定、疲劳最大应力比结果；

B.设置截面库，按毛截面面积由小到大对截面库中的截面进行排序，定位当前杆件截面在截面库中的位置i，记为截面i；

C.分别为强度检算、稳定检算、疲劳检算设置优化目标，即最大应力比；

D.对比杆件的应力比结果与优化目标，以截面i为起点，视情况试算截面i+1或截面i-1，直至满足优化目标；

E.重复此法对钢桁梁所有杆件进行优化。

更进一步的，步骤A中结构参数用来确定单元与杆件的从属关系。

更进一步的，步骤A中检算结果应包括强度-轴向检算应力比、强度-轴弯检算应力比、强度-纯受弯检算应力比、强度-受剪检算应力比、强度-折算应力检算应力比、稳定-轴向检算应力比、稳定-纯受弯检算应力比、稳定-轴弯检算应力比、疲劳检算应力比。

更进一步的，步骤A最大应力比结果指检算结果类型中筛选出的各项应力比最大值。

更进一步的，步骤B中截面库为针对杆件类别和杆件位置建立的多个截面库。

更进一步的，步骤C中强度检算、稳定检算、疲劳检算设置的优化目标数量与检算结果包含的数据类型相一致。

更进一步的，步骤D对比杆件截面i的应力比结果与优化目标，具体包括以下过程：

首先，将检算结果的最大应力比与优化目标的最大应力比进行同类型对比；

在当前杆件最大应力比结果至少有一项超过对应的优化目标应力比时，执行最大截面判定；

在当前杆件最大应力比结果没有超过对应的优化目标应力比时，执行最小截面判定。

更进一步的，所述最大截面判定，具体包括以下步骤：

D1.判断截面i是否是当前杆件截面库中最大截面，

如果判断结果为真，则停止优化，返回注释信息；

如果判断结果为假，继续执行以下步骤；