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基于Y-GAMA的河南某变电站项目结构选型与截面优化实践

文章作者:小编 浏览次数:发表时间:2025-08-07 21:48:51

  近期,国家电网河南省电力公司经济技术研究院依托盈建科智能300823)化设计软件Y-GAMA,针对某变电站项目开展选型优化与截面优化设计工作。

  Y-GAMA是盈建科300935)的一款智能化设计软件,可广泛应用于截面优化、参数化模型调整、模型数据处理等方面。目前河南省变电站项目均采用桁架钢筋楼承板和压型钢板,均为单向次梁结构。通过框选主楼确定边界,将次梁道数设为变量,以应力比为约束条件(如截面强度计算应力最大值<0.9),以次梁体积最小为目标进行优化得到最理想的选型结果。随后,利用封装的“截面优选” 功能对全楼截面进行优化。可以高效、智能的完成模型调整优化。

  采用Y-GAMA调整,具体的调整策略如下:外圈梁因需挂檩条且需保持宽度一致,单独作为构件组1;其余框架梁为构件组2,应力比按 0.8 控制;次梁为构件组 3,应力比按 0.85 控制,优化以总质量最小为目标,经过 5 次迭代计算,最终模型无超限构件,且截面利用率较高。

  现阶段河南地区变电站项目楼板均采用桁架钢筋楼承板或压型钢板,楼盖形式为单向次梁体系,布置几道次梁是核心问题。通过Y-GAMA软件开展结构选型。核心优化策略如下:

  将次梁道数设为变量,选择标准型钢库的截面作为备选截面。以应力比≤0.9为约束条件。以次梁总体积最小为目标进行迭代计算;

  通过对100个模型进行计算找到趋势。当次梁数量减少时,其总体积会显著降低,造价最省。

  暂定按2道次梁布置的方案,并按较小截面布置次梁,经过计算发现超限情况比较多,因此需要进行截面调整。

  由于外圈梁(右边显示红色的截面)需要挂檩条,且需要保持宽度一致,所以单独作为一组截面进行优化。同时勾选连续梁,并保持梁宽一致。

  经过5次计算优化结束。原模型有很多的超限构件,5次迭代优化后已没有超限构件。

  通过查看构件组2的应力比变化。第一次有很多的构件大于0.9超限,也有很多的应力比很小,比较保守。经过5次迭代后,较多的构件应力比在0.7~0.8左右,符合预期。

  优化后截面和配筋如下图所示,无超限截面且大部分梁的应力比0.7~0.8之间,利用率比较高。

  本项目验证了 Y-GAMA 软件在变电站结构设计中的适用性,其可视化编程与计算机辅助优化能力为电力工程领域提供了智能化设计范式。基于Y-GAMA软件的结构选型和截面优选,在保证变电站安全性的前提下(应力比严控≤0.85),实现了材料用量与建造成本的双重优化。通过次梁数量精简、截面高效迭代(5次收敛)及分组差异化策略,显著降低了钢结构用量,为变电站领域的绿色建造与“双碳”目标达成提供关键技术路径。

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