深孔弧形闸门支臂最优个数及截面优化设计

• 作者: 余卫华 刘计良 王正中 申永康
• 来源期刊: 水力发电学报
• 学科: 工学
• 关键词: 水工结构 优化设计 SQP优化算法 弧形闸门 支臂个数 布置形式 优化模型 M语言
• 年，卷（期）: 2010,（5）
• 页码范围: 147-152,158
• 分类号: TV31|TV663+.2
• 语种: 中文

摘要

对深孔弧形闸门支臂最优布置个数问题进行研究,根据中柔度压杆弹塑性稳定理论和钢结构设计理论,研究整体框架稳定与单根支臂稳定的关系,将框架结构的弹性稳定分析转化为支臂计算长度系数的确定问题.在保证强度、刚度、整体稳定性和局部稳定性的前提下,以支臂总用钢量最小为目标建立优化模型,并利用MATLAB自带的M语言开发集支臂个数优化与截面尺寸优化为一体的SQP优化程序.算例表明:在工程条件许可情况下,尽可能让弧形门半径取满足规范较小的值;纵向和横向布置形式主要取决于孔口宽高比,当宽高比小于0.6或大于1.4时,布置6根支臂;当宽高比为0.6～1.4时,要视总水压力大小布置4根或9根支臂,其界限为6.2×108N,小于该值时布置4根支臂,反之则布置9根支臂.该优化模型可为生产设计参考应用,以减小支臂布置时的盲目性,对规范的修订也有参考价值.