基于拓扑优化的新型装配式开洞墙体设计
2021-02-10师露露杨海军耿宇达
河北建筑工程学院学报 2021年3期
关键词:优化
师露露 杨海军,2* 李 深 耿宇达 姚 力
(1.河北建筑工程学院,河北 张家口 075000;2.张家口市工程力学分析重点实验室,河北 张家口 075000)
0 引 言
冷弯薄壁型钢组合墙体作为冷弯薄壁型钢结构住宅体系的主要受力构件,不仅需要承担着结构的竖向荷载,还要承受水平荷载.随着冷弯薄壁型钢住宅向着多层发展,地震作用对这种住宅体系的影响逐渐增大.因此,需要进一步研究冷弯薄壁型钢组合墙体的抗剪、抗侧能力.
石宇、王宇航等[1]采用冷弯薄壁型钢组合墙体中加入许多斜撑,通过这种密布斜撑的方式,研究墙体的抗震性能.王春刚、李宁等[2]提出了多种斜撑布置方式,对多种情况分别进行研究,比较各种斜撑布置方式的优缺点.阴亮[3]通过有限元方法对Web轻钢龙骨组合墙体进行了研究,主要研究改变各种因素后对墙体抗侧性能的影响.装配式钢结构墙体无论是经典C型立柱,还是Web轻钢龙骨体系,目前为了提高其抗震性能都是通过添加斜撑的方式,但大多都是人为布置或者通过枚举比较的方法进行添加,本文采用拓扑优化的方法,根据墙体受力状况,在满足收敛条件的情况下,优化出比较合理的结构布局形式,最后给出构件的截面形式及尺寸,并且满足规范中的性能要求.
1 墙体计算模型
1.1 工况荷载
墙体在框架中主要承受楼面的恒载以及活载,根据建筑结构荷载规范取楼面恒荷载为2 kN/m2,楼面活荷载为2 kN/m2,根据荷载组合,最终取作用在墙体上的……
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