层次分析数学建模案例 - 图文(2)

针对四面六边框架群在实际护岸中存在的问题和不足，我们为了保证四面六边框架群区别于传统护岸框架的优点，在四面六边框架群的框架结构上进行优化设计。

5.1.2 第一种优化设计方案

四面六边带触脚框架立体效果图（如图5.2）

图5.2 四面六边带触脚框架立体效果图

四面六边带触脚框架平面结构构造（如图5.3所示）

图5.3 四面六边带触脚框架正视图、左视图、俯视图

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5.1.3 四面六边带触脚框架优点分析

四面六边带触脚框架和四面六边框架相比，具有以下优点（表5.2所示）

表5.2 四面六边带触脚框架优点分析表

不易翻滚：四面六边带触脚框架和四面六边框架相比，在每个边上新增了触脚，能有效地阻止水流冲击而导致的翻滚移位；护岸框架一般设置在浅水区域，触脚设计能更好地运用地形优势，加大触脚与淤泥的结合度，在一定程度上也减缓了易翻滚度。

框架群之间更容易钩连：四面六边带触脚框架的触脚设计，容易与框架群自然地相互钩连，这种自然的相互钩连方式相比而言，更加合理。

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5.1.4 四面六边带触脚框架设计步骤方法

步骤一

由于带触脚的四面六边框架，相对于四面六边框架有表5.2的优势，所以，我们在四面六边框架的基础上，沿着一边延伸

l的棱长。（如图5.4所示） 5

图5.4 四面六边透水框架延长一边棱长

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步骤二

确立参数尺寸。如图5.5为图5.4延长的触脚横截面。

图5.5 延长的棱长横截面

如图5.5所示，r为框架每一边的横截面（正方形）的边长，通过机理分

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析文献资料和实验数据，我们知道尺寸并不是越大或者越小就越好，d的最优取值为15至18。为了方便计算，我们取中间值16，使：

d?l?16 r现实中，触脚并不是越长越好，实际中，触脚越长越容易折断，触脚越短，效果也就不明显，为了方便计算，我们约定：触脚长为3r。

则：

l?16 rl?16r

l:3r?16r:3r?16?5 3l??即触脚长为边长的1/5。 步骤三

l 5按照步骤一到步骤二的方法，同时延长其他几个边，到达如图5.2所示的四面六边带触脚框架。

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四面六边带触脚框架在四面六边框架的基础上，新增了触脚，使框架结构不尽具备四面六边框架的基本优点，而且不易翻滚，容易钩连，克服了四面六边框架本身的不易钩连。

5.2 模型二（六面九边带触脚框架模型）

模型二(六面九边框架带触脚框架模型)是模型一的改进模型。 5.2.1 第二种优化设计方案：六面九边框架优化设计方案

模型二的立体效果图（如图5.6所示）

图5.6 六面九边带触脚框架立体图

六面九边框架设计平面结构构造（如图5.7）

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图5.7 六面九边框架带触脚正视图、左视图、俯视图

模型二由上下两个四面六边框架构成，形成六面九边框架，每个面都是三角形的六面九边框架，具有更强的结构强度，稳定性虽然相比四面六边框架有所降低，但是与传统的护岸框架稳定性具有一定的优势。综合模型一带触脚的特性，使模型二组成的框架群更加容易相互钩连，触脚容易扎入泥土，使框架群更加稳定，不易翻滚。

5.2.2 六面九边带触脚框架在水流中的示例图

图5.8 六面九边透水框架旋转

如图5.8所示的框架结构，投到岸边，触脚插入泥土中的效果如图5.9所

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