基于遺傳算法的門式剛架塑性優(yōu)化設(shè)計研究.pdf

1、鋼材在達(dá)到屈服強(qiáng)度后具有較好的延性，只有塑性設(shè)計能充分發(fā)揮和利用鋼結(jié)構(gòu)的這一優(yōu)勢，達(dá)到節(jié)約鋼材的目的。采用塑性理論進(jìn)行門式剛架設(shè)計可以得到更經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計，同時避免繁瑣的計算。 遺傳算法(簡稱GA)是基于進(jìn)化論原理發(fā)展起來的一種應(yīng)用廣泛的、高效的隨機(jī)搜索與優(yōu)化方法。由于遺傳算法在求解復(fù)雜優(yōu)化問題中的巨大潛力及在工程領(lǐng)域中的成功應(yīng)用，該算法受到了日益廣泛的關(guān)注。 本文將塑性設(shè)計理論應(yīng)用于門式剛架的設(shè)計，并應(yīng)用遺傳算法對門式

2、剛架塑性設(shè)計進(jìn)行優(yōu)化；根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50017-2003中關(guān)于塑性設(shè)計的有關(guān)條款，結(jié)合遺傳算法的基本原理，建立了門式剛架塑性優(yōu)化設(shè)計的數(shù)學(xué)模型；采用FORTRAN語言，編制了門式剛架塑性優(yōu)化設(shè)計專用程序并應(yīng)用遺傳算法對門式剛架塑性設(shè)計進(jìn)行優(yōu)化。算例分析表明，對單跨雙坡和單跨單坡這兩種最常用的門式剛架結(jié)構(gòu)形式，采用塑性優(yōu)化設(shè)計方法能夠得到更為經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)果，從而證明了本文塑性優(yōu)化設(shè)計方法的有效性和適用性。 作為鋼結(jié)

3、構(gòu)塑性設(shè)計基礎(chǔ)的簡單塑性理論一般不考慮結(jié)構(gòu)的二階效應(yīng)，而實(shí)際的門式剛架結(jié)構(gòu)中，二階效應(yīng)將使結(jié)構(gòu)的極限承載力降低。本文采用通用有限元軟件ANSYS建立單跨雙坡和單跨單坡這兩種最常用的門式剛架結(jié)構(gòu)形式的分析模型，并進(jìn)行了幾何、材料雙重非線性分析，對結(jié)構(gòu)二階效應(yīng)和材料應(yīng)變硬化性能對門式剛架極限承載力的影響進(jìn)行了比較。結(jié)果表明，對于單層門式剛架結(jié)構(gòu)，常用鋼材(Q235)的應(yīng)變硬化性能不僅使塑性設(shè)計成為可能，而且其對極限承載力的有利作用一般可以抵