基于加速遗传算法的方钢管混凝土柱优化模型.pdfVIP

第 37卷第2期 华 北 水 利 水 电大 学 学 报(自然 科 学 版) Vo1．37No．2 2016年4月 JournalofNoahChinaUniversityofWaterResourcesandElectricPower(NaturalScienceEdition) Apr．2016 DOI：10．3969／j．issn．1002—5634．2016．02．010 基于加速遗传算法的方钢管混凝土柱优化模型 袁朝阳，吴成国，张宇亮，钟磊 ，杨齐祺 (合肥工业大学 土木与水利工程学院，安徽 合肥 230009) 摘 要 ：方钢管混凝土柱 因其优 良的性能被越来越多地应用到高层建筑结构设计 中，其经济性也 日益受到关注 。 设计合理的构件尺寸将会节省投资成本、降低工程造价，因此合理地优化方钢管混凝土柱构件则显得非常 重要。根据钢管混凝土结构设计必威体育精装版规范建立方钢管混凝土柱优化模型，并采用罚函数法处理复杂约束 问题 ，提 出用加速遗传算法求解该优化模型，并 以某高层结构底层柱为例进行 了应用验证 。结果表 明：经 加速遗传算法优化后 的单根柱造价 比原设计造价节省 了24．5％，效益可观 ；用加速遗传算法对方钢管混凝 土柱进行优化设计是可行的，具有较高的经济效益和推广应用价值 。 关键词 ：方钢管混凝土柱 ；设计优化 ；加速遗传算法 中图分类号 ：TV335；TU318 文献标识码 ：A 文章编号 ：1002—5634(2016)02—0057—05 钢管}昆凝土结构是将混凝土填充到钢管中的一 了管径的调整 ，快速得到了最优设计方案 。2011年 种组合结构 ，自20世纪60年代 以来 ，因其受力性能 刘晓峰 ¨建立了桩基础遗传优化模型，并举例进行 优越和钢材节省等显著优点而得到广泛应用 。 计算 ，验证了遗传算法在桩基础优化 中的可行性 。 目前 ，国内外使用较 多的钢管混凝土组合构件形状 聂相 田等 在 2013年将遗传算法应用到监理巡视 是圆形和方形 ，其 中方钢管混凝土结构因其构造简 路线的优化当中，并对南水北调一期工程巡视路线 单 、易于连接和耐火性好等优点越来越被工程界所 进行了优化设计 ，取得了较好的效果。同时 ，金菊 良 重视 。随着高层框架 结构 中组合柱 的广泛使 等 ¨将标准遗传算法经多次迭代后所产生 的优秀 用 ，钢管混凝土柱 的经济性受到越来越多的关注，为 个体的变量变化区间作为优化变量新的初始变化区 降低工程成本而寻找高效的优化算法成为结构领域 间，由此得到对标准遗传算法进行改进后 的方 的热门研究方向。已有许多学者对结构构件的优化 法——加速遗传 算法 (AcceleratingGeneticAlgo— 做了研究 ，但较多 的是基于经验 的简化计算过 rithm，AGA)。在上述研究 的基础上，本文将加速遗 程 ，不能快速获得优化设计方案 。随着人工智能和 传算法应用到方钢管混凝土柱的优化 中，根据方钢 计算机的快速发展 ，对结构构件 的复杂问题进行智 管混凝土柱的必威体育精装版设计规范和相关研究 ¨ 来构 能优化成为 了一种新 的趋势。遗传算法 作为一 建优化模型 ，并举例验证 了该模型用于方钢管混凝 种能处理复杂优化 问题的人工智能算法 ，近年来在 土柱的可行性和经济性 。 结构构件优化领域 中得 到 了广泛 的应用。 肖国 1 加速遗传算法 涛 基于遗传算法构建 了工字型钢梁 的优化模型， 结果证实了该方法对梁构件进行优化是有效 的。时 1．1 基本原理 富禄 在 2007年利用遗传算法对桥 的工程施工进 遗传算法是模拟 自然界中优胜劣