考虑抗震性能的低层轻钢密柱框架支撑拓扑优化

摘要：

为提升密柱密梁框架体系的抗震性能,提出了一种新思路,用于得到抗震性能优良的带支撑框架.首先,对低层轻钢框架进行非线性动力时程分析,通过对结构的最大地震效应进行静力等效,获得地震作用的水平等效静荷载.其次,将水平等效荷载与竖向荷载进行组合,利用双向渐进结构优化(BESO)方法对一榀密柱框架进行支撑分布的拓扑优化,得到一种应力分布较均匀且抗震性能优良的带支撑框架.优化中,梁柱位置单元保持不变,通过单元增减的双向进化获得传力骨架,再用等截面杆件将该骨架重构成带支撑框架.同时,利用由优化结果得来的结构概念设计多种密柱框架支撑分布方案.最后,以顶点侧向位移为性能指标,通过非线性动力时程分析,比较了这些带支撑框架的抗震性能.结果 表明:拓扑优化得到的带支撑框架性能优于通过结构概念得到的带支撑框架.据此,给出了低层轻钢建筑密柱框架支撑分布的设计建议.

关键词：双向渐进结构优化方法、拓扑优化、轻钢建筑、抗震性能、带支撑框架

所属期刊栏目：20

分类号：TU318+.1;TU234(建筑结构)

资助基金：海南省重大科技计划;国家重点研发计划;国家自然科学基金;海南省科协青年科技英才创新计划

在线出版日期：2020-10-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：9988-9995