Details

Title: Алгоритм решения задачи оптимизации для деревянного каркаса многофункционального здания: выпускная квалификационная работа магистра: направление 08.04.01 «Строительство» ; образовательная программа 08.04.01_10 «Автоматизированное проектирование зданий и сооружений»
Creators: Стешенко Дарья Юрьевна
Scientific adviser: Ватин Николай Иванович
Other creators: Гамаюнова Ольга Сергеевна
Organization: Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого. Инженерно-строительный институт
Imprint: Санкт-Петербург, 2020
Collection: Выпускные квалификационные работы; Общая коллекция
Subjects: деревянный каркас; клеедощатая арка; клеефанерная рама; оптимальное проектирование; материалоемкость; нелинейное программирование; matlab; wooden frame; glued wood arch; glued plywood frame; optimal design; material consumption; nonlinear programming
Document type: Master graduation qualification work
File type: PDF
Language: Russian
Speciality code (FGOS): 08.04.01
Speciality group (FGOS): 080000 - Техника и технологии строительства
Links: Отзыв руководителя; Рецензия; Отчет о проверке на объем и корректность внешних заимствований
DOI: 10.18720/SPBPU/3/2020/vr/vr20-905
Rights: Доступ по паролю из сети Интернет (чтение, печать, копирование)

Allowed Actions:

Action 'Read' will be available if you login or access site from another network Action 'Download' will be available if you login or access site from another network

Group: Anonymous

Network: Internet

Annotation

Работа посвящена разработке алгоритма и решению задачи оптимизации для деревянного каркаса здания, выбранного на основании качественного анализа и статических расчетов. Задачи, которые решались в ходе исследования: 1. Изучение и анализ реализованных проектов с применением деревянных конструкций в качестве несущих для общественных многофункциональных зданий. Выбор исходных данных для исследования; 2. Выбор, на основании изучения литературы, вариантов конструктивных решений для здания с исходными данными, полученными в задаче 1; 3. Выполнение статических расчетов и подбора сечений для вариантов конструктивного решения, выбранных в задаче 2. Сравнение результатов по критерию материалоемкости; 4. Разработка алгоритма и решение задачи нелинейного программирования автоматизированным способом для варианта с наименьшей материалоемкостью, определенного задачей 3. Поиск таких параметров конструкций, при которых масса всех деревянных конструкций здания будет минимальной. Статические расчеты проведены по актуальным редакциям нормативных документов с учетом рекомендаций, данных в технической литературе, и с использованием ПК ЛИРА-САПР 2013 r3 и ANSYS Workbench 2019 R1. Расчеты проведены для клеедощатой трехшарнирной арки эллиптического очертания и сплошного сечения и клеефанерной рамы c гнутоклееными деталями и переменным сечением. Материалоемкость арки почти в 1.5 раза меньше, чем рамы при незначительной разнице полезного объема. Для клеедощатой арки разработан алгоритм и решена задача нелинейного программирования в Matlab R2019b. Получены значения оптимального шага арок и размеров сечения. Подобный алгоритм может быть реализован и для других схем и конструкций, кроме того, он может быть выполнен первоначально как технико-экономическое обоснование выбора шага на стадии концептуального проектирования или перед конструированием узлов после выбора определенного решения.

The work is devoted to the development of the algorithm and the solution of the optimization problem for the wooden frame of the building, which is selected using qualitative analysis and static calculations. The research set the following goals: 1. The study and analysis of completed projects using wooden structures as load-bearing. Selection of input data for the research; 2. Selection, based on a study of the literature, options for constructive solutions for the building with the source data obtained in task 1; 3. Performing static calculations and selecting cross sections for design options selected in task 2. Comparison of results by the criterion of material consumption; 4. The development of the algorithm and the solution of the nonlinear programming problem in an automated way for the option with the least material consumption, defined by task 3. Static calculations were carried out according to the current versions of regulatory documents, taking into account the recommendations given in the technical literature, and using the LIRA-SAPR 2013 r3 and ANSYS Workbench 2019 R1. The calculations were carried out for a three-joints glued wood arch of an elliptical shape and a solid cross section and a glued plywood frame with bent glued parts and a variable section. The material consumption of the arch is almost 1.5 times less than the frames with a slight difference in usable volume. For the glued wood arch an algorithm was developed and the problem of nonlinear programming in Matlab R2019b was solved. The values of the optimal step of the arches and cross section sizes are obtained. A similar algorithm can be implemented for other schemes and designs, in addition, it can be performed initially as a feasibility study for choosing a step at the conceptual design stage or before constructing nodes after choosing a specific solution.

Document access rights

Network User group Action
ILC SPbPU Local Network All Read Print Download
Internet Authorized users Read Print Download
-> Internet Anonymous

Usage statistics

stat Access count: 3
Last 30 days: 2
Detailed usage statistics