Введение
Глава 1. Обзор методов расчета и оптимального проектирования рамных металлоконструкций . 8
1.1. Обзор методов расчета рамных металлоконструкций 8
1.2. Обзор методов оптимизации рамных металлоконструкций 12
Выводы к главе 1 26
Глава 2. Статический расчет упругодеформируемых стальных портальных рам с элементами переменной жесткости ...28
2.1. Основные предпосылки и допущения. Формирование расчетной схемы 28
2.2. Вычисление элементов матрицы жесткости стержня переменного сечения 33
2.2.1. Применение численного интегрирования. Линейная аппроксимация функции изменения жесткости стержня 34
2.2.2. Использование степенной функции. 35
2.3. Моделирование эксцентрично-соединенных стержней при расчете стержневой конструкции методом конечных элементов в форме метода, перемещений . 36
2.4. Вычисление матрицы жесткости стержневого суперэлемента 42
2.5. Бинарно-суперэлементное представление стержневой расчетной схемы 45
2.6. Статический расчет рамы с использованием МКЭ 48
2.7. Статический расчет стальной портальной рамы с учетом геометрической нелинейности 50
Выводы к главе 2 57
Глава 3. Определение критической нагрузки на портальную раму с элементами переменной жесткости при расчете на устойчивость 58
3.1. Решения дифференциального уравнения сжато-изогнутой оси упругого стержня для случая постоянной изгибной жесткости 59
3.1.1. Решение в виде тригонометрической функции 59
3.1.2. Решение в форме бесконечного ряда. 60
3.2. Приближенные решения дифференциального уравнения сжатоизогнутой оси упругого стержня переменной жесткости 63
3.2.1. Решение в виде бесконечного ряда 63
3.2.2. Решение путем аппроксимации — замены стержня с жесткостью непрерывного изменения стержнем, составленным из отрезков стержней постоянной жесткости 65
3.2.3. Решение с использованием степенных функций 67
3.3.Определение критической нагрузки на раму с элементами переменного сечения при расчете на устойчивость 70
3.4. Определение верхнего предела критической нагрузки при расчете на устойчивость рамы с элементами переменного сечения 72
Выводы к главе 3. 77
Глава 4 Алгоритм оптимального проектирования стальных портальных рам с элементами переменной жесткости ..78
4.1. Генетические алгоритмы и их использование для оптимизации строительных конструкций 78
4.2. Алгоритм оптимального проектирования стальных портальных рам с элементами переменной жесткости 82
4.3. Кодирование значений проектных параметров в виде двоичной строки. 91
4.4. Требования по прочности, жесткости и другие проектные ограничения в алгоритме оптимизации стальных портальных рам 94
4.4.1. Поясные листы (полки) центрально-, внецентренно-сжатых, сжато-изгибаемых и изгибаемых элементов переменного сечения 94
4.4.2. Проверка устойчивости внецентренно-сжатых элементов 95
4.4.3. Требования по проектированию перфорированных балок. 96
4.5. Численный эксперимент и примеры использования разработанного алгоритма 97
Выводы к главе 4 108
Основные результаты и выводы 109
Литература 110
Приложение I 122
Приложение II 130
