基于复合形法的多层钢结构优化设计研究

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1、四川建筑科学研究第36卷第5期22SichuanBuildingScience2010年1O月基于复合形法的多层钢结构优化设计研究谢淮宁，何培玲(南京工程学院建筑工程学院，江苏南京21I167)摘要：根据文献中数学规划优化算法，充分考虑钢结构建筑特点，以用钢量最低为目标函数，结合实际工程建立了钢结构全约束优化设计数学模型，给出了多层建筑钢结构复合形法优化算法公式并编制相应的优化设计程序。结果表明，此算法能优化结构、节约钢材、降低工程造价，对工程设计有较强的参考价值，具有很好的直接实用性。关键词：多层钢结构；复合形法；优化设计中图分类号：TU391文献标识码：A文章编号：1008—1933(

2、2010)05—022—04Optimaldesignstudybasedoncomplexmethodformultiple-storysteelbuildingsXIEHuaining，HEPeiling(SchoolofCM1Engineering，NanjingInstituteofTechnology，Nanjing211167，China)Abstract：Accordingtothemathematicalprogrammingoptimizationalgorithmintheliterature，consideringthefeaturesofsteelstructure

3、buildingandtakingsteelweightasobjectivefunction，bindingthepracticethepaperestablishesoptimaldesignmathematicalmodelwhichincludesthewholeconstraintandachievesthecomplexmethodoptimizationalgorithmformulaofmultiple—storysteelbuildingsandthecorrespondingoptimaldesignprocedure．Theresultsofeaseanalysiss

4、howthatwecalloptimizestructureandreduceweightandcostofsteelstructurebyusingthismethodpresentedinthepaperandthemethodhasgoodreferencedvalueforengineeringdesignandpracticality．‘Keywords：multiple—storysteelbuildings；complexmethod；structuraloptimization本文充分考虑建筑结构的特点，遵循现行《钢0引言结构设计规范》相关条款，以用钢量最低为目标函目前，制

5、约我国钢结构住宅发展的主要因素是，数，结合实际工程建立钢框架结构全约束优化设计钢结构住宅的直接造价高于钢筋混凝土结构。数学模型；基于复形法采用分部优化与整体优化相因此，如何在满足规范规定的前提下，在安全合理的结合的多级优化方法对钢框架结构进行优化设计，基础上，对钢结构住宅进行优化设计，减少结构用钢提出了整体约束(层间位移限制)和局部约束(强量，降低工程造价，对进一步推动钢结构住宅的发展度、稳定与挠度限制)相结合的实用综合优化算法有着重要的现实意义。策略。结果表明，优化后的钢框架结构与原设计方另一方面，我国钢结构设计行业主要是依靠已案相比，其体积、应力指标均得到改善，不仅能较大有的钢结构设计

6、软件，结合设计人员的设计经验，采程度地降低工程造价，同时又能确保结构经济安全，用重复设计法进行设计。这种重复设计方法的缺陷避免不必要的材料浪费，这对国民经济建设是有现在于：设计方法虽然可行，但设计过程周期长、费用实意义的。文中所介绍的方法对工程设计有较强的高、效率低，并且得到的结果仅是可行方案，多数不参考价值，具有很好的直接实用性，并且，以此不难是最优设计，最终结果的经济性在很大程度上依赖推广到其他结构形式，对其他类型结构优化起到借于设计人员的经验。因此，建立自动化的优化方法，鉴作用。对于工程结构设计就显得格外重要。1复合形法基本思想收稿日期：2009-07-21复合形就是指维设计空间的可

7、行域内，由作者简介：谢淮宁(1975一)，女，山东阳谷人，讲师，硕士，一级注册>+1个顶点所构成的多面体。复合形法的基本结构工程师，主要从事结构工程方面的教学与研究。基金项目：江苏省南京工程学院科研基金项目(KXJ08082)思路来源于无约束优化算法的单纯形法，其迭代过E—mail：fmxhn@sina．corn程是：在设计变量的可行域内选取K个顶点作为初谢淮宁，等：基于复合形法的多层钢结构优化设计研究23始复合形的顶点