基于遗传算法和临界荷载因子的格构式高耸结构抗风优化方法研究.pdf

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4、对象，以基因遗传算法和MATLAB编程软件为工具，借助于有限元软件包MASTAN2提供的二次开发接口，以杆件截面积为优化设计变量，以不同受力分析状态对应的临界荷载因子为约束条件，以总用钢量为目标进行多工况非线性抗风优化设计的对比分析，具体表现为以下内容：(1)采用风工程随机振动理论的SRSS方法计算结构风致动力响应，并结合惯性风荷载法求解等效静力风荷载，将上述计算过程进行编程并应用在本文研究对象上，得出了格构式塔架结构的等效静力风荷载；(2)总结格构式塔架结构的各类结构非线性稳定计算方法，并对比了各方法的优缺点，选

5、择合适的增量-迭代法计算格构式塔架仅考虑几何非线性二阶效应的临界荷载因子；(3)总结基本遗传算法的基本思想，并对其存在的问题进行改进。第一，初始种群不再以随机方式产生，而是经过初始种群多样性评价函数处理后，形成具有覆盖解空间不确定性小，能以最小的个体数目表达空间信息的初始种群，从而更能代表解空间特征。第二，改进自适应策略，提供合适的个体P、P值，解决大量个体集中在平均适应度cm附近的问题。第三，在优化过程中，以动态罚函数取代静态罚函数，合理调节在不同的进化时期可行解与不可行解的比例。最后，通过具体算例验证了依据上述

6、三个策略而改I基于遗传算法和临界荷载因子的格构式高耸结构抗风优化方法研究进的遗传算法具有良好的收敛性；(4)在等效静力风荷载不变以及更新两种工况下，以结构稳定临界荷载因子（分别采用一阶弹性、二阶弹性和一阶弹塑性三种结构分析方法进行求解）为约束条件，对比了在相同工况下不同分析方法计算的临界荷载为约束条件的最优模型用钢量，分析了在相同类型临界荷载约束和不同工况条件下，造成优化结果差异的原因。最终优化结果表明，考虑等效静力风荷载更新比不考虑更新的最优模型用钢量相对较小，不考虑更新等效静力风荷载时优化结果偏于保守。通过本文

7、的研究，实现了基于遗传算法和临界荷载因子的格构式高耸结构抗风优化算法，改进遗传算法与有限元软件MASTAN2的无缝对接，建成一套集等效静力风荷载的计算更新、格构式高耸结构临界荷载分析、遗传算法应用的集成化抗风优化设计系统。关键词：临界荷载；改进遗传算法；抗风优化；等效静力风荷载；格构式塔架结构II广州大学硕士学位论文Critical-Load-FactorBasedWind-resistantOptimizationDesignofHigh-riseLatticeStructurebyGeneticAlgorith

8、mMajor:ArchitectureandCivilEngineeringName:TanWenshuSupervisor:AbstractFortheircharacteristicsofhighflexibilityandlowdamping,high-riselatticestructuresarehighlysensitivetowindload.