基于遗传算法的再生材料结构优化设计——以轻型木结构楼盖格栅为例

作     者：杨瑛 谭翰韬 贾文沛 王倩 康鑫维 YANG Ying;TAN Han-tao;JIA Wen-pei;WANG Qian;KANG Xin-wei

作者机构：中国建筑第五工程局有限公司湖南长沙410114 长沙理工大学建筑学院湖南长沙410076 

基　　金：中建集团股份课题“基于再生材料的新型零能耗建筑建造与无碳运行技术耦合研究与应用示范”(CSCEC-2023-Z-01) 

出 版 物：《林产工业》 (China Forest Products Industry)

年 卷 期：2025年第62卷第1期

页      码：72-79页

摘      要：木材是一种典型的可再生材料,以其为主要建材的轻型木结构在双碳背景下拥有广阔前景。然而基于力学分析软件调整验算的轻型木结构楼盖格栅传统设计方法过分依赖主观工程经验,存在效率低、构件结构性能冗余,经济性不足的缺点;为实现轻型木结构楼盖格栅高效经济节材的设计,引入客观的遗传算法进行优化,通过Grasshopper搭建相关参数化几何模型与优化设计数学模型,调用Galapagos中的遗传算法模块以格栅总体积最小为目标执行优化,最后以某现代木结构幼儿园为优化算例,并通过MIDAS软件验证优化结果的可靠性。结果表明:轻木楼盖格栅节材优化变量均为离散数据,优化算例中班单元楼盖格栅工程量最大适应度个体在第5代已出现,优化效率整体可观;优化后的算例设计方案满足结构安全要求且相较于原方案节材6.4%。基于本方法所提出的各建筑功能类型轻型木结构楼盖格栅经济性设计方案能作为相关工程实践的有效参考。

主 题 词：轻型木结构楼盖格栅 参数化设计 遗传算法 结构优化 再生材料 

学科分类：082902[082902] 08[工学] 0829[工学-安全科学与工程类] 0822[工学-核工程类] 

D　O　I：10.19531/j.issn1001-5299.202501012

馆 藏 号：203156965...