冷弯薄壁型钢檩条优化设计及用钢量分析[1].pdf

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1、第22卷第3期建　筑　科　学Vol122,No132006年6月BUILDINGSCIENCEJun.2006[文章编号]100228528(2006)03278204冷弯薄壁型钢檩条优化设计及用钢量分析121黄　玲,周静南,雷金波(11南昌航空工业学院土木建筑系,南昌330034;21嘉兴机电工程学院理工系,浙江嘉兴314001)[摘　要]结合新规程《门式刚架轻型房屋结构技术规程》和《冷弯薄壁型钢技术规范》(GB5001822002),采用遗传算法对单跨和两跨连续檩条的截面进行了优化设计。在常见荷载和柱距条件下,

2、对其用钢量进行了比较分析,为工程设计人员设计提出了建议。[关键词]檩条截面优化;遗传算法;用钢量[中图分类号]TU392.1[文献标识码]AOptimizationDesignforCold2thin2wallSteelPurlinsandAnalysisofQuantityofSteelConsumed121HUANGLing,ZHOUJin2nan,LEIJin2bo(1.DepartmentofCivilandArchitecture,NanchangInstituteofAeronauticalTechno

3、logy,Nanchang330034,China;2.DepartmentofScienceandTechnology,Jiaxing314001,Zhejiang,China)[Abstract]Followingthe“Technicalspecificationforsteelstructionoflight2weightbuildingswithgabledframes”andthe“TechniqueCodeofcold2formedthin2wallsteelstructures(GB50018220

4、02)”,theoptimizeddesignwasmadeforthesectionsofsingle2spanandtwo2spanpurlinsusingGeneticAlgorithms.Thequantityofsteelconsumedwasanalyzedandcomparedunderthecommonloadingandcolumnspans,andtheusefulsuggestionprovidedforengineers.[Keywords]optimizationofsectionofpu

5、rlin;geneticalgorithms;quantityofsteelconsumed1　前　言跨连续檩条的截面进行了优化,并在常见荷载和柱距条件下对其用钢量进行了比较分析,为工程设计轻钢结构中屋面檩条与墙梁是重要的结构构人员设计提出了建议。件,其用钢量占整个工程的总用钢量约30%左右。2　优化目标及计算参数的确定在目前多数工程中,一般采用简支檩条进行结构计算。但对于跨度不超过9m的檩条也可采用卷边槽211　优化目标形和斜卷边Z形的冷弯薄壁型钢设计成连续檩条。以截面重量最轻为优化目标。目标函数:[1]按连续搭

6、接的方式设计檩条是可行的。当荷载一minW(x)=ρ[x1x3+2(x2-2x3)x3+2x3k2]l定时,采用连续方式设计的檩条更为经济。(1)[2]《门式刚架轻型房屋结构技术规程》式中,W为檩条的总重量;ρ为钢材密度;l为檩条(CECS102:2002)规定对受荷水平投影面积不大于跨度;x1、x2、x3、k2分别为檩条截面参数,取x1=h,260m的檩条计算,屋面均布活荷载的标准值由x2=b,x3=t,k2=c(其中,h为檩条的截面高度;b22013kNPm变为015kNPm,因此,工程设计中檩条的为檩条的截面

7、宽度;t为檩条的截面厚度;c为檩条选择和用钢量都发生了变化。本文结合新规程《门的卷边长度,通常取c=20mm)。式刚架轻型房屋结构技术规程》和《冷弯薄壁型钢技212　计算模型及约束条件术规范》(GB5001822002),采用遗传算法对单跨和两(1)计算模型　檩条内力计算模型见表1。(2)约束条件　屋面采用压型钢板,檩条的截面[收稿日期]2005212230[修改日期]2006202215[作者简介]黄　玲(19722),女,工学硕士,讲师形式采用冷弯薄壁C型檩条。C型檩条截面如图1a[联系方式]nchyhl2@1

8、26.com所示,檩条截面力系图见图1b。第3期黄　玲,等:冷弯薄壁型钢檩条优化设计及用钢量分析79gi(x)=σi=±MxPWx±MyPWy-f≤0(i=1,2,3,4)(2)檩条正常使用极限状态的限制条件:g5(x)=Vymax-1P200≤0(3)工程中檩条尺寸限制条件:g6(x)=-(x1-80)≤0(4)g7(x)=-(x2-40)≤0(5)g8(