正交枚举法对皮带支撑结构进行优化.pdf

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1、·174·2014年第3期2014年6月SichuanBuildingMaterials第40卷总第179期DOI：10.3969/j.issn.1672-4011.2014.03.072正交枚举法对皮带支撑结构进行优化党静远,孙广南(中信重工机械股份有限公司,河南洛阳471000)摘要:针对通廊立柱结构设计的特点，引入正交枚可以看出材料强度、长细比、杆件稳定性由轴力N、举法进行结构方案的优选。杆件截面、计算长度所决定。设皮带传送部分传至格构式关键词:结构方案;优化;正交试验支架的竖向荷载为G,kN;水平荷载为F,kN;支架高为H,m;+中图分

2、类号:TH132.32文献标志码:B支架立柱间距为B,m。则立柱轴力：文章编号:1672-4011(2014)03-0174-02GF×HN=+(4)2B1工程简介在建设地点、工艺方案确定后,竖向荷载、水平荷载#及支柱高度即为定值,故立柱轴力N与立柱间距B一一对某矿渣微粉生产线的水渣汇总后,通过皮带机沿2高应。立柱计算长度L=h(h为横腹杆间距);横腹杆平面内计炉的斜桥北面向西,在平台内侧设一转载点,然后向南经算长度：过四通阀分为三路,一路进中间仓、另两路通过皮带机送L=0.8B(5)往两座缓冲仓。平面外计算长度：输送系统单体工程量大,对其进行结构优化具有

3、十分L=B(6)大的经济效益。支撑结构采用格构式钢支架,在以往的设斜腹杆平面内计算长度：计中,支撑结构都是根据结构设计者的经验确定立柱间距22[1]L=0.8B+h(7)及节间尺寸,然后再计算满足规范的合理构件截面。这平面外计算长度：仅仅满足力学要求,没有任何能够保证经济性的措施。笔22者针对支撑结构设计的特点进行简化从而引入正交枚举法L=B+h(8)进行方案比对。横腹杆为拉杆且所受内力极小,其截面完全由长细比决定,根据式(5)、式(6)可知横腹杆截面与立柱间距具有2正交枚举法计算模型的建立一一对应关系。综上所述,设计控制指标的影响变量为立柱和斜腹杆皮带支

4、撑结构为格构式支架,其结构布置情况详见图1的截面、立柱间距及横腹杆截面、腹杆的间距。故模型变所示。支架杆件的设计控制指标有以下三项：量可以确定为X(立柱间距及横腹杆截面)、Y(立柱及斜腹N材料强度：σ=≤f(1)杆截面)、Z(腹杆间距)。在结构方案确定过程中,这三种An离散变量可能取值的组合数量巨大,即使利用计算机辅助式中,N为杆件轴力;An为杆件净截面面积。设计也将耗费大量时间。现采用正交枚举法对结构方案进N杆件稳定性：φA≤f(2)行优化改进。式中,φ为轴心受压杆件的稳定系数;A为杆件全截面面积。3利用正交枚举法优化支撑结构方案l0长细比：λ=≤[λ]

5、(3)i格构式支架高16.9m、所受荷载标准值分别为：恒荷式中,l0为轴心受压杆件对主轴的计算长度;i为立柱、载G1=181kN,活荷载Q2=319kN,水平活荷载F=47腹杆对主轴的回转半径。kN。立柱水平支撑1)根据本项目设计条件及已往工程经验：X(立柱间水距及横腹杆截面)、Y(立柱及斜腹杆截面)、Z(腹杆间距)可平支顺杆顺杆撑立柱选方案详见表1所示。距0水平支撑间04表1试验变量及变量取值3柱撑立试验因子支平试验水XYZ水平支撑变量立柱间距立柱间距及横腹杆截面立柱及斜腹杆截面腹杆间距1-112870、2L63X4HW150X150、L90X62870

6、图1格构式支架布置示意图23440、2L70X5HW125X125、L80X5344034200、2L75X5HW100X100、L75X54200作者简介:党静远(1985-)，男，硕士研究生，陕西富平人，从事建筑结构设计工作。2)每个试验因子均有三种取值,选用三水平正交表进2014年第3期·175·第40卷总第179期SichuanBuildingMaterials2014年6月行设计;设计控制指标为三个,故因素为三,可以选择L9结果分析表4中K1、K2、K3的值直观反映出在不同[2](34)正交试验表。水平下因子对实验指标的影响力。极差R

7、的数值反映了正3)将试验变量取代正交表中的数值即得到试算方案交实验中相应实验因子对实验指标的影响力,R的数值越表,详见表2所示。大,说明了这个因子在不同情况下对试算结果造成的差别按照正交试验方案表2的安排进行9次试算便可确定越明显,所以通过对极差值R数值大小的对比我们可以判[3]结构优选方案,而全面试验需要27次试算,这样节省了断出试验因子的优劣顺序。根据表4可以确定因子Y为最18次试算。电算结果汇总后如表3所示。优因子,因子Z次之,因子X为最次要因子。最优方案为表2正交试验方案表X(1)Y(3)Z(3),但其材料强度及稳定性超标,由强度计算实验因子公式可

8、知需调整截面类型,故选择Y(2)。由表3可分析出试验XYZX(1)