Проблемы оптимального проектирования строительных конструкций

Расчет по прочности ведется только в том случае, если имеется наличие ослаблений в расчетном сечении стержней. Если ослаблений нет, то наибольшие по величине напряжения получаются при расчетах устойчивости.Гибкость сжатых поясов и стержней ферм проверяется по уравнению аналогично проверке гибкости растянутых стержней.Область распространения и простейшие конструкции стальных колонн.Cтальные колонны широко распространены в гражданских и промышленных зданиях, сооружениях. Они нередкостановятсядороже железобетонных, каменных и тем более деревянных, но есть области, где применение их целесообразно и экономически оправдано, например, в промышленных зданиях при высоте более 10 метров, при тяжелом режиме работы мостовых кранов. Применяется сталь также и для небольших по высоте и нагрузкам колонн, так как их производство из прокатных профилей позволяет выполнять колонны отноcительнонебольшогоcечения быстро и достаточно просто, что в конечном итоге оказывается экономически выгодно.Простая конструкция стальных колонн (рис. 2) является сплошная колонна постоянного сечения, изготовленная из трубы или прокатного двутавра (лучше широкополочного). Достаточно чаcто выполняются сплошные колонны составного сечения из прокатных элементов: двух швеллеров, уголков и других комбинаций. Сплошные колонны могут быть сварены из трех листов, повторяя по форме сечения прокатных двутавров. Колонны также могут выполняться сквозного сечения: на планках (рис. 2, а) или решетчатые (рис. 2, б). Рис. 2 - Сечения сплошных колонн: a) прокатный двутавр; б) сварной двутавр; в) труба; г) сечение из двух швеллеров; д) сечение из двух уголковОсобенности работы стальных колонн под нагрузкой являютсяпредпосылками для оптимизации проектирования конструкций.Несущая способность колонн может быть уменьшаться по ряду причин:от потери общей устойчивости;от потери прочности, что возможно, когда в поперечном сечении есть отверстия, ослабляющие сечение колонны (на пример, технологические отверстия, отверстия для болтов и т.п.), либо в колоннах сквозного сечения, когда устойчивость колонны обеспечивается тем, что ветви колонны расставлены далеко от главных осей при ограниченной площади их сечения и в этом случае потеря прочности может произойти раньше, чем потеря общей устойчивости;от потери местной устойчивости для исключения этого явления применяются специальные меры, например постановка поперечных ребер жесткости конструктивное увеличение толщины листов, из которых изготовляется колонна, и т.п. В прокатных двутаврах, трубах их толщины и сечения подобраны таким образом, что потери местной устойчивости обычно не происходит, поэтому основными случаями потери несущей способности для таких колонн остаются первые два.Стремление к полному учету характеристик целевой функции, оптимизируемой по разным критериям оптимальности, с учетом всех существующихпределов значительно усложняет задачу проектирования [5,6]. Для решения этой задачи может быть предложено применение информационных технологий и возможностей систем автоматизированного проектирования (САПР). Для этого необходимо разработать автоматизированную систему проектирования строительных конструкций, позволяющую учитывать несколько критериев оптимальности и широкий круг ограничений, действующих на строительные конструкции. Выполнение этой работы позволит ускорить процесс проектирования, снизить трудоемкость работы проектировщика и значительноувеличить долговечность строительных конструкций.Таким образом, толкование критерия оптимальности проектированияможно считать неоднозначным. Его запасные варианты не способствуют уверенности проектировщика в окончательной правильности решения. Наиболее правильной формулировкой критерия оптимальности будет вытекать из физического принципа стационарного действия. При этом соблюдается методологическое единство подходов к анализу и синтезу конструкций. ЗаключениеПрименение принципа оптимального проектирования конструкций позволяет получать более точные значения оптимизируемых параметров по сравнению с методами математического программирования, так как в расчет закладываются точные формулы площади, момента сопротивления и момента инерции поперечных сечений проектируемых конструкций. Метод геометрического программирования является (контрольным) методом и его следует применять в том случае, когда среди некоторого множества оптимальных вариантов трудно выбрать вариант для практической реализации.Правильный выбор критерия оптимальности представляет собой непростую технико-экономическую задачу, которую необходиморешить проектировщику.Список используемой литературы1. Хупфер П. Оптимизация строительных конструкций на основе иерархической вероятностной модели/ П. Хупфер, А.Г. Юрьев// Проблемы оптимального проектирования сооружений: докл. 3-го Всерос. семин. В 2 т. – Новосибирск: НГАСУ, 2000. – Т. 1. – С. 166 – 172. 2. Юрьев А.Г. Эволюционные и генетические алгоритмы оптимизации строительных конструкций / А.Г. Юрьев, С.В. Клюев. – Белгород: Изд-во БГТУ им. В.Г. Шухова, 2006. – 134 с. 3. Парлашкевич В.С., Василькин А.А., Булатов О.Е. Проектирование и расчет металлических конструкций рабочих площадок.М.:МГСУ, 2013. 152 с. 4. Клюев С.В., Клюев А.В., Лесовик Р.В. Оптимальное проектирование стальной пространственной фермы // Вестник ТГАСУ. 2008. № 1. С. 74-78. 5. Востров В.К., Василькин А.А. Оптимизация высот поясов стенки резервуара // Монтажные и специальные работы в строительстве. 2005. № 11. С. 37-40. 6. ПелешкоИ.Д., Юрченко В.В. Оптимальне проектирование металлических конструкций на участке // Металлические конструкции. 2009. № 1. Т. 15. C. 13-21.