基于MOPSO的RC橋梁全壽命抗震性能多目標(biāo)優(yōu)化研究.pdf

1、隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的快速發(fā)展，橋梁工程的規(guī)模和數(shù)量都在不斷的提高。工程經(jīng)驗表明一旦遭受強烈的地震作用，嚴(yán)重?fù)p壞的橋梁結(jié)構(gòu)勢必會造成不可估量的損失?；谛阅艿臉蛄嚎拐鹪O(shè)計方法以及橋梁全壽命多目標(biāo)優(yōu)化的聯(lián)合運用，能夠更全面的考慮工程全壽命期內(nèi)的經(jīng)濟性和合理性。為了提高橋梁抗震驗算及方案選擇的效率和全面性，將多目標(biāo)優(yōu)化算法和橋梁全壽命抗震性能設(shè)計聯(lián)合起來，運用Pushover靜力彈塑性分析，能夠快速的給出約束范圍內(nèi)的一系列符合抗震設(shè)計要求的方案

2、，為設(shè)計提供充足的方案選擇空間。本文在國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃資助“973”項目(2011CB013605-4)、國家自然科學(xué)基金項目(51178079)和遼寧省優(yōu)秀人才基金資助項目(2014020012)的支持下，采用收斂性和可靠性能較優(yōu)的的多目標(biāo)粒子群算法(MOPSO)以及考慮橋梁全壽命周期內(nèi)的三個目標(biāo)費用函數(shù)模型，結(jié)合橋梁結(jié)構(gòu)在不同抗震設(shè)防水準(zhǔn)下的抗震驗算和靜力彈塑性分析。主要的研究工作如下:
　　(1)總結(jié)回顧了文獻中橋梁

3、工程在地震作用下的破壞形式和橋梁抗震設(shè)計理論、方法的研究進展。闡述了基于性能的橋梁抗震設(shè)計方法的優(yōu)越性和工程應(yīng)用的合理性，給出了橋梁工程在兩級設(shè)防地震下的抗震設(shè)計過程。
　　(2)總結(jié)分析了文獻中多目標(biāo)優(yōu)化算法的提出和發(fā)展過程，詳細(xì)論述了多目標(biāo)粒子群優(yōu)化算法MOPSO在解決多目標(biāo)優(yōu)化問題時的良好性能和算法求解過程，分析了外部存儲文檔的應(yīng)用和特殊變異算子的運用對算法求解的影響。
　　(3)綜述了橋梁全壽命設(shè)計的發(fā)展和研究進展，

4、對比分析了不同的全壽命周期費用模型的差異，并采用考慮橋梁初始造價、地震損失期望和后期拆除費用的三目標(biāo)費用函數(shù)模型對橋墩進行全壽命抗震性能優(yōu)化設(shè)計分析。
　　(4)采用MATLAB軟件對算法和橋墩抗震設(shè)計過程進行編程，通過驗算橋墩在E1和E2兩級設(shè)防水準(zhǔn)對應(yīng)的水平地震作用下的抗震性能和Pushover分析得到墩頂?shù)淖畲笪灰破坡?，結(jié)合抗震規(guī)范中的三級設(shè)防水準(zhǔn)下的橋墩破壞超越概率得到相應(yīng)的橋墩遭受地震時的損失期望值、初始造價和后期拆除