有支撑钢框架离散型拓扑优化设计

作     者：黄冀卓 王湛 HUANG Jizhuo;WANG Zhan

作者机构：福州大学土木工程学院福建福州350108 华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室广东广州510640 华南理工大学土木与交通学院广东广州510641 

基　　金：国家自然科学基金项目(50808116) 华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室开放基金项目(2008KB25) 

出 版 物：《建筑结构学报》 (Journal of Building Structures)

年 卷 期：2011年第32卷第3期

页      码：43-49页

摘      要：为了研究离散型拓扑优化理论在实际工程中的应用,在遗传算法和渐进结构优化算法的基础上对有支撑钢框架的离散型拓扑优化设计进行了分析。通过引入拓扑变量并修改无效杆件的弹性模量,提出了一个能适用于桁架结构、刚架结构和桁架刚架混合结构的离散型拓扑优化问题统一数学列式。该统一数学列式能解决桁架拓扑优化问题中以截面面积作为设计变量而造成的奇异最优解问题。在此基础上,通过结合遗传算法和渐进结构优化算法,形成了一种求解大型多变量复杂离散型拓扑优化问题的复合拓扑优化算法,并将其应用于有支撑钢框架结构的拓扑优化设计中。通过一个3跨12层有支撑钢框架拓扑优化设计实例的对比分析,证明了上述复合拓扑优化算法能够克服遗传算法无法对生成的拓扑构形进行冗余检查的缺点,可有效地对大型多变量有支撑钢框架结构进行离散型拓扑优化设计。

主 题 词：钢框架 支撑体系 离散型拓扑优化 遗传算法 渐进结构优化 

学科分类：07[理学] 08[工学] 081402[081402] 081304[081304] 070102[070102] 0813[工学-化工与制药类] 0814[工学-地质类] 0701[理学-数学类] 

核心收录：

D　O　I：10.14006/j.jzjgxb.2011.03.006

馆 藏 号：203695137...