钢梁截面自动优化

文摘职场 2024-06-03 17:31 浙江

对于多高层钢结构优化项目来说，如何根据原图纸快速转换为结构计算模型是第一个费事费力的痛点，上两篇文章《使用YJK-GAMA，将结构图纸快速转为结构计算模型》、《使用YJK-GAMA，结构图转计算模型(二）结构图处理》已经基本解决了这个痛点。

第二个痛点是如何快速的进行截面优化。如果人工根据计算结果，逐一进行优化调整的话，也是费事费力的工作，特别是在前期快速评估优化工程量的时候。

国内主流的计算软件对钢梁优化这一块，也已经有解决方案，通常是建立截面库，按优化算法（遗传算法、模拟退火算法等）通过多次迭代选择最优截面。这样的处理方案相对消耗的时间也不少，而且截面库的建立也需要设计师有相当的设计经验。

下面介绍一种解决方案，通过读取YJK计算模型的模型及计算结果，采用特定的优化算法，一次可以得到钢梁最优截面（主梁等涉及到结构总体指标的还是需要按实际计算结果进行调整）。

具体的操作流程如下：

第1步：在YJK软件中，导出当前工程到和其他软件的接口文件。

第2步：计算完成后，导出计算模型数据和构件数据。

第3步：将原模型的所有文件，复制到优化计算目录下。使用插件”yjkglyh“，指定优化计算目录，插件自动读取模型信息及计算结果。根据计算结果数据，生成钢梁最优化截面。同时将钢梁截面及布置等数据修改到”dtlmodel.ydb"文件中。

第4步：在YJK中 “导入其他软件生成的YJK格式文件”，选择在“施工图”目录下的“dtlmodel.ydb”文件。然后再执行计算，完成整个设计流程。

具体的操作演示如下：

原结构模型的用钢量为168t，优化模型的用钢量为123t。钢梁部分的优化量为45t。

部分优化的结果如下，还是基本符合要求。

图中超限的几个地方，一个是钢梁的抗震等级设置错误，导致高厚比宽厚比不满足规范要求。另一个是计算模型中钢梁截面净毛截面比设置为0.85，优化程序按0.92考虑。所以应力比为1.02×0.85÷0.92=0.94。

按此方案进行优化后，由于每根梁都是自身的最优截面，会导致钢梁截面的种类特别多，对于这个问题如何处理，后面会提出解决方案。

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