Plieninio bokšto elementų optimalių skerspjūvių nustatymas, įvertinant dinaminius efektus

Abstract

Statybinės plieninės konstrukcijos dažniausiai optimizuojamos įvertinant stiprumo, stabilumo bei standumo reikalavimus. Straipsnyje nagrinėjamas matematinis modelis, kuris leidžia nustatyti optimalius elementų skerspjūvius, be minėtųjų reikalavimų įvertinant ir dinaminius efektus, sukeltus žadinančių apkrovų. Sukurtas modelis yra netiesinio matematinio programavimo uždavinys, kuris sprendžiamas iteraciniu būdu. Kiekvienoje iteracijoje tikslinami dinaminių įrąžų ir savojo svorio vektoriai. Pagal pasiūlytą matematinį modelį projektuojamas liaunas plieninis bokštas, kurio elementų skerspjūviai – SHS tipo. Sprendimas atliekamas matematiniu kompiuteriniu paketu MATLAB.

Usually steel structures are optimized considering to the requirements for strength, stability and rigidity. This article analyses a mathematical model that allows to determine the optimal cross-sections of the structure, in addition to mentioned requirements also considering the dynamic effects caused by excitation forces. A created model is an nonlinear mathematical programming problem, which can be solved using iterative method. In each iteration the vectors of dynamic forces and self-weight should be recalculated. Using this mathematical model a slender steel tower with a SHS-type cross-section elements were designed. The calculations are made using mathematical soft-ware package MATLAB.