[发明专利]一种预制无粘结预应力剪力墙结构快速优化设计方法

说明书

本发明提供了一种预制无粘结预应力剪力墙结构快速优化设计方法，用以优化无粘结预应力剪力墙结构的问题，本方法包括步骤：创建预制无粘结预应力剪力墙系统；利用遗传算法优化后张拉预制无粘结预应力剪力墙系统，以确定抗剪连接件耗能最大时，后张拉预应力筋面积的最小值。通过本方法，能够优化设计出无粘结预应力剪力墙结构最优的设计方案。

技术领域

本发明涉及建筑结构设计技术领域，尤其涉及预制无粘结预应力剪力墙结构快速优化设计方法。

背景技术

现有的预制无粘结预应力剪力墙结构迭代、试错的设计方法精确度不高，运算较慢、效率较低，无法得到精确解，并且不能在很短的时间内得到结果。

因此需要提出一种精度高、运算快以及效率高的预制无粘结预应力剪力墙结构设计方案。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种预制无粘结预应力剪力墙结构快速优化设计方法。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种预制无粘结预应力剪力墙结构快速优化设计方法，包括步骤：

创建预制无粘结预应力剪力墙系统；

利用遗传算法优化后张拉预制无粘结预应力剪力墙系统，以确定抗剪连接件耗能最大时，后张拉预应力筋面积的最小值。

进一步地，所述创建预制无粘结预应力剪力墙系统的步骤，具体包括：

获取墙体的尺寸、材料属性及侧向力和目标层间位移角；

根据所述墙体的尺寸、材料属性及侧向力和目标层间位移角等参数，设计预制无粘结预应力剪力墙结构。

进一步地，利用遗传算法优化后张拉预制无粘结预应力剪力墙系统，以确定抗剪连接件耗能最大时，后张拉预应力筋面积的最小值的步骤，具体包括：

运用遗传算法随机选取最佳值，创建预制无粘结预应力剪力墙结构的初始种群；

对预制无粘结预应力剪力墙结构的约束条件进行验证；

通过多次迭代选择使后张拉预应力筋面积最小并且抗剪连接件耗能最大时的二者最优组合。

进一步地，所述对所述预制无粘结预应力剪力墙结构系统的约束条件进行验证的步骤，具体包括：

确保所述预制无粘结预应力剪力墙结构系统的后张拉预应力筋不屈服；

确保所述预制无粘结预应力剪力墙结构系统的端墙板不能整体向上抬升；

确保所述预制无粘结预应力剪力墙结构系统实现残余变形为零；

确保所述预制无粘结预应力剪力墙结构系统的墙板实现摇摆而不能滑移；

确保所述预制无粘结预应力剪力墙结构系统的墙板的抗弯能力大于或等于设计值。

进一步地，确保后张拉预应力筋不屈服需要满足以下公式：

其中：

f_py为制定的预应力筋屈服力；

ψ_L为左外板预应力筋应力与混凝土抗压强度的应力比；

ψ_R为右外板预应力筋应力与混凝土抗压强度的应力比；

ψ_M为内板预应力筋应力与混凝土抗压强度的应力比；

f′_c＝混凝土的抗压强度；