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专利号: 2020101733132
申请人: 湖南科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2026-04-02
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于两种极限状态的深梁分离式配筋多目标拓扑设计方法,其特征在于,具体包括以下步骤:a:建立钢筋混凝土有限元模型,所述钢筋混凝土有限元模型包括分离式的混凝土单元和钢筋单元,分别给定钢筋应力标准差与钢筋应力峰值作为相应的阈值S和P;

b:选择所有活单元进行非线性有限元分析并计算存活钢筋单元的应力灵敏度;

c:进行停止准则的判定,满足停止准则时直接跳出,在输出结果中寻找最优拓扑,若不满足停止准则时,转至步骤d;

d:进行主要目标优化,所述主要目标优化包括,选择若干个低应力灵敏度单元,淘汰所选的低应力灵敏度单元;

e:计算钢筋应力峰值σn,max的增长率Pn及标准差增长率Sn并且分别与阈值P和S比较,满足条件直接进入第f步,否则回到b步骤;

f:进行次要目标优化,所述次要目标优化包括,选择本次循环的步骤d中被淘汰的低应力灵敏度单元,计算本次循环中所淘汰低应力灵敏度单元对应的应力峰值灵敏度 复活应力峰值 较小的低应力灵敏度单元;

g:重复循环b~f步骤,直到满足停止准则,所述停止准则为钢筋应力峰值达到抗拉强度设计值时跳出。

2.如权利要求1所述的一种基于两种极限状态的深梁多目标分离式配筋拓扑设计方法,其特征在于,在步骤e中,直接进入f步骤的条件为Sn>S或Pn>P,其中,式中,σn,max和 分别表示第n代循环时的应力峰值和应力标准差。

3.如权利要求2所述的一种基于两种极限状态的深梁分离式配筋多目标拓扑设计方法,其特征在于,在步骤f中,

表示第n代循环进入复活阶段时第k个单元组的应力峰值。

4.如权利要求3所述的一种基于两种极限状态的深梁分离式配筋多目标拓扑设计方法,其特征在于,在步骤f中,记某代待复活单元按应力大小排序为u1,u2,u3L un,具体可按式(5)分为k个包含2t个单元的单元组再计算其

5.如权利要求1所述的基于两种极限状态的深梁分离式配筋多目标拓扑设计方法,其特征在于,所述分离式的混凝土单元采用Solid65单元模拟,所述分类式的钢筋单元采用Link10单元模拟。

6.如权利要求5所述的一种基于两种极限状态的深梁分离式配筋多目标拓扑设计方法,其特征在于,所述分离式的混凝土单元采用MISO多线性等向强化模型,所述分离式的钢筋单元采用BISO双线性等向强化模型,并且均采用Mises屈服准则。

7.如权利要求1所述的一种基于两种极限状态的深梁分离式配筋多目标拓扑设计方法,其特征在于,所述深梁为多跨连续深梁。

8.如权利要求1所述的一种基于两种极限状态的深梁分离式配筋多目标拓扑设计方法,其特征在于,所述深梁为至少一侧开洞的简支深梁。