鋼筋桁架樓承板優化設計研究-天津玉發達實業有限公司

鋼結構住宅作為新興的第三代建筑逐漸在國內發展起來，其施工工期較短，結構空間使用率高，且具有_的抗震性能，符合住宅產業化的發展要求。對于鋼結構住宅來說，樓板體系是其中一個重要組成部件。鋼筋桁架組合樓板是一種新型組合樓板，具有施工速度快、結構受力性能_等優點。在施工階段，鋼筋桁架組合樓板不需要支模，而是利用構件中的鋼筋桁架提供的剛度，無支撐長度較大，滿足鋼結構住宅對于施工速度的要求；使用過程中，鋼筋桁架組合樓板中的鋼筋桁架、底部鋼板和混凝土形成復合結構共同承受荷載。 論文在對鋼筋桁架組合樓板抗彎性能試驗研究基礎上，從滿足施工及設計需求出發，對新型組合樓板優化設計進行研究。介紹了優化算法，并初步建立了鋼筋桁架樓板優化設計的數學模型。開展鋼筋桁架樓板抗彎性能試驗，并建立試件有限元模型，通過試驗結果對比分析，驗證有限元模型建立的可靠性。

開展了鋼筋桁架組合樓板優化分析，為了使優化過程和結果可靠收斂于全局，將零階方法和一階方法結合，把鋼筋桁架高度、鋼筋桁架間距和鋼筋直徑作為設計變量，強度、變形等作為約束條件，在使用階段以造價為目標函數，在施工階段綜合考慮鋼筋用量和樓板厚度為目標函數，建立優化模型，進行優化設計。 通過研究，給出了優化次數與設計變量、狀態變量和目標函數的關系，得到優化設計成果，并對優化成果對比分析，經過優化計算的樓板受力更加合理，而且節約材料。對優化樓板的校核計算表明，優化后的樓板符合設計原理，與原設計方案相比，其應力、變形指標均得到了_。論文分析了材料價格、材料強度、板面荷載和板的跨度等因素對使用階段鋼筋桁架樓板優化結果和造價影響，得出板面荷載和板的跨度是影響桁架高度的主要因素，根據優化結果編制了樓板優化設計表格，對設計具有_參考價值。通過增加樓板優化的數量，得出了在施工階段鋼筋桁架模板使用跨度的增加趨勢，對鋼筋桁架模板選用表進行了改進。