基于遗传算法的脊杆索穹顶优化设计

作     者：张爱林 孙超 ZHANG Ailin;SUN Chao

作者机构：北京工业大学建筑工程学院北京100124 北京工业大学北京市高层和大跨度预应力钢结构工程技术研究中心北京100124 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51278009) 

出 版 物：《北京工业大学学报》 (Journal of Beijing University of Technology)

年 卷 期：2017年第43卷第3期

页      码：455-466页

摘      要：为了降低实际工程中索穹顶结构的造价,提出了一种基于遗传算法的优化设计方法,将预应力倍数和构件截面作为离散设计变量,在目标函数中考虑了结构的施工张拉程度.以Geiger和Levy两种索穹顶作为算例,得到了在多种荷载工况下满足结构应力和位移约束的索穹顶最小造价,并研究了预应力对优化结果的影响.将索穹顶的脊索替换为可受压的钢杆后,对改进方案——脊杆索穹顶进行了优化设计,并与原结构对比了结构造价和力学性能.结果表明:该方法能够高效准确地得到造价最小的索穹顶结构,各构件内力比较接近其极限设计状态;有必要在索穹顶的设计过程中考虑预应力分项系数和活荷载不均匀分布等因素,以满足结构稳定性和单根构件承载力的要求;采用钢杆替换脊索,使索穹顶结构的总造价稍有降低,并显著降低了结构挠度和支座反力.

主 题 词：预应力钢结构 脊杆索穹顶 优化设计 遗传算法 结构造价 

学科分类：08[工学] 081402[081402] 081304[081304] 0813[工学-化工与制药类] 0814[工学-地质类] 

D　O　I：10.11936/bjutxb2016060079

馆 藏 号：203218671...