SRC框架-RC核心筒混合结构三水准抗震优化设计方法

"基于失效模式的SRC框架-RC核心筒混合结构三水准抗震优化设计 (2013年)。本文主要探讨了SRC框架-RC核心筒混合结构在多目标优化设计中的应用，考虑了结构的工程造价和损伤量最小化，同时遵循建筑结构的‘三水准’抗震设防原则。文章提出了针对小震、中震和大震三种地震级别下的优化设计策略，并利用遗传算法与准则优化法的结合(OC-GA混合算法)进行求解。通过实例分析验证了优化设计的有效性和可行性。" 在建筑结构工程中，SRC框架-RC核心筒混合结构是一种常见的设计形式，它结合了钢框架的柔韧性和混凝土剪力墙的刚度，以提高结构的抗震性能。本研究将这种结构作为优化设计的对象，旨在实现经济性和抗震性能的平衡。 文章首先引入了损伤函数的概念，以此来衡量结构在地震作用下的损伤程度。优化目标设定为同时最小化工程造价和结构的损伤量。接着，按照“三水准”抗震设防原则，即“小震不坏，中震可修，大震不倒”，针对不同级别的地震作用，提出了相应的设计策略： 1. 对于小震，假设混凝土处于即将开裂的状态，钢材尚未发挥作用。在这种情况下，优化主要集中在混凝土构件的截面尺寸和混凝土用量上，以确保结构在小震下的安全性和经济性。 2. 在中震作用下，框架和剪力墙协同工作。优化目标转变为最小化层间位移差，以确保结构的整体稳定性。此时，需要对整个结构的钢材用量进行优化，以达到这一目标。 3. 大震时，结构进入塑性状态，剪力墙的作用减弱。优化设计的目标转变为最小化结构的损伤值，通过对钢材用量的进一步调整，确保结构在大震下的抗倒塌能力。 为了解决这个多目标优化问题，作者采用了OC-GA混合算法，这是一种结合了优化准则法(OC)和遗传算法(GA)的优化方法。OC用于处理单目标优化问题，而GA则用于全局搜索，两者结合能够有效地寻找多目标优化问题的近似最优解。 通过一个24层的SRC框架-RC核心筒混合结构设计实例，对优化后的结构进行了有限元模拟分析，结果表明，提出的优化设计方法能够显著改善结构的抗震性能，同时降低工程成本，证明了该方法的有效性和实用性。 关键词涉及的领域包括SRC框架-RC核心筒混合结构、失效模式分析、三水准抗震设防准则、OC-GA算法以及多目标优化设计。这些关键词揭示了研究的核心内容和技术手段，对于从事建筑结构设计和抗震研究的专业人士具有重要的参考价值。