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《水泵房的優(yōu)化設(shè)計(jì)探析》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫(kù)。
1、水泵房的優(yōu)化設(shè)計(jì)探析【摘要】隨著工業(yè)和社會(huì)生活需求的發(fā)展，供水工程日益增多，修建取水泵房也增多，但取水泵房造價(jià)較高。據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)介紹，泵房結(jié)采用優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以使工程造價(jià)降低5%~25%?？梢?jiàn)，探討水泵房?jī)?yōu)化設(shè)計(jì)，具有顯著的經(jīng)濟(jì)意義?？凇娟P(guān)鍵詞】鋼筋混凝土；矩形沉井；結(jié)構(gòu)；水泵房；優(yōu)化設(shè)計(jì)□口AnalysisofOptimaldesignofpumphouseDWangZhen-yeD(TurpanPrefectureInstituteofWaterConservancyandHydropowerSurveyandDesignTu
2、rpanXinjiang838000)□[Abstract]Withthedemandforindustrialdevelopmentandsociallife,increasingwatersupplyprojects,constructionofwaterpumpalsoincreased,butthehighcostofwaterpumpingstations.Accordingtotheliteraturedescription,pumpknotoptimizeddesign,theprojectcostreduced
3、by5%to25%.Canbeseen,optimaldesignofpumphouse,hassignificanteconomicsignificance.D[Keywords]Reinforcedconcrete;Rectangularcaisson;Structure;Pumphouse;optimization□口一般水泵房所處的環(huán)境比較復(fù)雜，修建時(shí)，采用的施工方法及相應(yīng)的結(jié)構(gòu)形式多種多樣。筆者選擇江河和海邊取水泵房應(yīng)用最多的鋼筋混凝土矩形沉井結(jié)構(gòu)來(lái)作優(yōu)化設(shè)計(jì)分析，推導(dǎo)優(yōu)化設(shè)計(jì)公式和優(yōu)化程序。口1?優(yōu)化設(shè)計(jì)思路□優(yōu)化
4、設(shè)計(jì)的目標(biāo)是使設(shè)計(jì)出來(lái)的結(jié)構(gòu)在滿足安全使用的條件下，造價(jià)最低，這樣的結(jié)構(gòu)才是最優(yōu)結(jié)構(gòu)對(duì)鋼筋混凝土沉井結(jié)構(gòu)，若設(shè)計(jì)出的每一構(gòu)件的材料強(qiáng)度都得到充分利用，則這樣的整個(gè)結(jié)構(gòu)是最優(yōu)結(jié)構(gòu)基於上述的思路，可以把凍結(jié)內(nèi)力方法和0.618法結(jié)合起來(lái)，進(jìn)行沉井結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。首先對(duì)擬設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行一次內(nèi)力分析，再把內(nèi)力凍結(jié)起來(lái)，用0.618法對(duì)各個(gè)構(gòu)件進(jìn)行優(yōu)化，得到新的方案；然後再進(jìn)行內(nèi)力重分析，重復(fù)上述步驟，直至前後兩次計(jì)算結(jié)果充分接近為止?？?.結(jié)構(gòu)部件的優(yōu)化設(shè)計(jì)口鋼筋混凝土沉井結(jié)構(gòu)水泵房為板式結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)和井字梁結(jié)構(gòu)的混合體。其受力工
5、況很多，計(jì)算簡(jiǎn)圖也依部位、工況而不同。但按鋼筋混凝土構(gòu)件分類，可分為純彎板、偏壓板.純彎梁、偏壓柱4種構(gòu)件，下面就對(duì)此4種構(gòu)件作優(yōu)化設(shè)計(jì)推導(dǎo)。口2.1純彎板構(gòu)件的優(yōu)化設(shè)計(jì)。純彎板優(yōu)化可采用分單位板寬度來(lái)分析。口2.1.1目標(biāo)函數(shù)。取目標(biāo)函數(shù)為單位板寬、單位長(zhǎng)度的材料和模板造價(jià)之和。與目標(biāo)函數(shù)有關(guān)的變量有板厚、鋼筋面積、模板面積?？?.1.2約束條件。應(yīng)考慮抗彎方面的強(qiáng)度約束:(1)最大正彎曲強(qiáng)度；(2)板條兩端最大負(fù)彎曲強(qiáng)度;(3)最大剪力強(qiáng)度;(4)最小、最大配筋率；(5)板厚最小要求。2.1.3優(yōu)化方法及步驟。板條的優(yōu)化就
6、是要尋求滿足上述全部約束條件的目標(biāo)函數(shù)的最小值?？梢岳斫鉃椋寒?dāng)造價(jià)值最小時(shí),材料用量應(yīng)該最省?？紤]約束條件，在內(nèi)力一定的條件下，對(duì)應(yīng)於每一個(gè)板厚值X，可以算出配筋面積，故目標(biāo)函數(shù)屬一維搜索問(wèn)題，用0.618法可以簡(jiǎn)便地求出X的最優(yōu)解X,步驟：口(1)求X的上、下限作為一維搜索的區(qū)間：X的上限：取板的端部彎矩和跨中彎矩的最小值代入約束條件(1X(2),再利用最小配筋率條件得X的上限值X的下限：與上面類似，取板的端部彎矩和跨中彎矩的最小值代入約束條件(1,(2),再利用最大配筋率條件得X的下限值?？?2)用0.618法在［XI、X
7、u］區(qū)間搜索，與求出最小的目標(biāo)函數(shù)所對(duì)應(yīng)的X□及對(duì)應(yīng)的配筋量即為最優(yōu)解。在優(yōu)化計(jì)算中，對(duì)每一給定的X值，可由約束(1)?(3)取等式，求得相應(yīng)的配筋量，再以約束條件(4,(5)檢驗(yàn)這4個(gè)量，取滿足要求的值。然後以所取的配筋量的值代入約束條件(1)求目標(biāo)函數(shù)?？谟?jì)算中，彎矩、剪力內(nèi)力均作為已知條件給出，這是根據(jù)計(jì)算簡(jiǎn)圖預(yù)先算好的。口2.2偏壓板構(gòu)件的優(yōu)化設(shè)計(jì)。偏壓板構(gòu)件優(yōu)化同樣采取1m寬的板條來(lái)分析，其優(yōu)化方法與上述純彎板的優(yōu)化方法基本相同，隻是在約束條件中，須計(jì)入軸向力的作用?？?.2.1目標(biāo)函數(shù)。取目標(biāo)函數(shù)為單位長(zhǎng)度板條的材
8、料和模板造價(jià)的和?？?.2.2約束條件?？?.2.2.1最大彎曲壓縮強(qiáng)度(1)大偏心情況(即b時(shí))(2)小偏心情況(即學(xué)§b時(shí))□□2.2.2.2最大剪切強(qiáng)度?？?.2.2.3最小配筋率、最大配筋率?！?.2.2.4最小板厚度偏壓板條的優(yōu)化過(guò)程與純彎板條相同，同樣可通過(guò)對(duì)約束
