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中国院 | 利用Y-GAMA进行屈曲约束支撑的选型和结构设计

盈建科  · 公众号  · 科技自媒体 建筑设计  · 2024-12-20 17:16

主要观点总结

文章介绍了屈曲约束支撑在既有工程案例中的应用,特别是针对平面狭长钢结构办公楼的情况。通过Y-GAMA的智能算法和优化功能,调整屈曲约束支撑的布局,以优化结构指标,如位移比、刚度比、周期比等。文章还强调了Y-GAMA为模型调整提供的快捷方法和灵敏度分析的重要性。

关键观点总结

关键观点1: 屈曲约束支撑的应用

屈曲约束支撑因其灵活的布置和多样的参数选择,不仅用于提升建筑结构的抗震能力,还能有效控制因结构平面不规则带来的位移比偏大问题,提高结构抗扭能力。

关键观点2: 工程案例背景

文章以某平面狭长钢结构办公楼为例,建筑长宽比大于2.5,呈现狭长型。此类型建筑在楼层扭转位移比方面容易出现问题,不满足《建筑抗震设计规范》中的要求。

关键观点3: 利用Y-GAMA进行优化

文章利用Y-GAMA的智能算法和优化功能,通过迭代筛选,实现结构指标的最小化。主要包括使用BRB参数表、确定敏感位置的屈曲约束支撑、设置参数、优化器选择等步骤。

关键观点4: Y-GAMA的优势与挑战

Y-GAMA为模型调整提供了快捷的方法,而灵敏度分析为模型调整指明了方向。虽然软件的提升为结构工程师提供了方便的路径,但模型的调整也需要结合结构工程师的个人能力和经验。此外,文章还提到了“Y-GAMA应用之星”评选活动和数智设计社区的建设。


正文

作者:

中国建筑设计研究院有限公司  陈渊铭

既有的工程案例表面,屈曲约束支撑由于其灵活的布置,多样的参数选择,除了用于提升建筑结构的抗震能力,更可以有效控制因结构平面不规则带来的位移比偏大的问题,提高结构的抗扭能力,改善相关结构指标,如位移比、刚度比、周期比

本文以某平面狭长钢结构办公楼为例,建筑平面长宽比大于2.5,呈现狭长型时,决定楼层扭转位移比的位置在平面长度方向的两端,容易出现位移比不满足《建筑抗震设计规范》中1.2要求,且由于宽度方向刚度偏弱,可供布置屈曲约束支撑的位置有限,模型调整十分棘手。

本文利用Y-GAMA的智能算法和优化功能,以预选的不同屈曲约束支撑型号作为变量,迭代筛选出使结构指标最小的屈曲约束支撑布置组合,实现调整结构指标的目的。

主要有以下步骤:

1

利用GAMA与excel数据交互卡片,对厂家提供BRB参数表进行读取,形成一个输入屈服力和轴线长度就能自动提取BRB的屈服刚度和等效截面的卡包。

2

点选模型中端部位置敏感的屈曲约束支撑。以本案例为例,通过前期试算和灵敏度分析,确定将要调整屈曲约束支撑位于端部位置,同时按照楼层和平面位置分为6组,每组屈曲约束支撑优化后采取统一的参数。

点选后的屈曲约束支撑支撑将自动读取支撑轴线长度,同时输入预选的屈曲约束支撑屈服力,用于选择屈曲约束支撑,卡包自动生成相应的刚度和等效截面。

3

通过数字滑动条,将一个组内的所选的屈曲约束定义为1个参数,本案例将敏感位置屈曲约束支撑分为6组,因此共设置6个参数,后续计算将依次选择组内的屈曲约束支撑,用于结构指标计算,

4

指标约束与目标,本案例中,预期多遇地震下BRB不屈服,因此参考经验值将屈曲约束支撑应力设为0.8限制。

5

同时将所要调整的位移比作为目标,寻求不同屈曲约束支撑组合下最小位移比。

6

通过online learning优化器,可得到最小位移比的屈曲约束支撑选型组合,但离1.2目标还有一定距离,需后续结合yjk最新的灵敏度分析,配合修改敏感部位的构件尺寸和布置将实现这一下目标。

 结语

Y-GAMA的出现为模型调整提供了快捷的方法,而灵敏度分析为模型调整指明了方向。通过对敏感部位的屈曲约束支撑迭代计算选型,有利于结构指标调整,尽管软件的提升为结构工程师提供了方便的路径,但模型的调整也需要结合结构工程师的个人能力和经验。

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