【摘要】：最早在20世紀(jì)70年代,De.Jong就已在計算機上對純數(shù)值函數(shù)運用遺傳算法的相關(guān)思想進行了大量的優(yōu)化計算實驗。隨著科學(xué)計算機的日益革新,遺傳算法的運算價值不單單體現(xiàn)在純數(shù)值函數(shù)優(yōu)化當(dāng)中,近年來,其在建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化中也越發(fā)被人重視起來。目前,利用遺傳算法思想建立數(shù)學(xué)模型并對框架結(jié)構(gòu)梁、板等構(gòu)件進行優(yōu)化設(shè)計的人越來越多,但在與框架結(jié)構(gòu)柱截面尺寸相關(guān)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化卻少之又少,因為在大多數(shù)人看來,框架柱作為框架結(jié)構(gòu)最主要的抗側(cè)力構(gòu)件之一,倘若針對框架柱的截面尺寸進行優(yōu)化則會使結(jié)構(gòu)趨于更不安全。本文采用防屈曲支撐組合框架形式,使得框架結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力剛度由防屈曲支撐和框架柱共同組成,從而減少框架結(jié)構(gòu)對于框架柱的依賴并且框架結(jié)構(gòu)也可擺脫以往整體剛度不足的缺陷�；谶@一前提條件,本文采用遺傳算法的核心優(yōu)化思想來編制基于振型分解反應(yīng)譜法及D值法的優(yōu)化程序,以多目標(biāo)優(yōu)化中的妥協(xié)解對應(yīng)的最大層間位移角作為約束條件,鋼管混凝土柱截面尺寸作為設(shè)計變量,加之相應(yīng)的目標(biāo)函數(shù)來建立相關(guān)的數(shù)學(xué)模型,最終得到兼顧結(jié)構(gòu)抗震性能、經(jīng)濟性、建筑結(jié)構(gòu)功能性等最優(yōu)的框架柱優(yōu)化結(jié)果。本文完成的具體研究工作如下:1、對組合框架結(jié)構(gòu)進行初步介紹及遺傳算法的發(fā)源、發(fā)展歷程進行了總結(jié),并且將建立在遺傳算法機理下對組合框架柱優(yōu)化設(shè)計方法的研究目的、意義及思路等進行了闡述。2、闡述優(yōu)化程序的細節(jié)實現(xiàn)方法,其中包括編程所需軟件、遺傳算法運行機制及具體參數(shù)設(shè)計、涉及到D值法理論下的防屈曲支撐組合框架整體結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度計算方法及與優(yōu)化相關(guān)的數(shù)學(xué)模型,并進一步明確了針對防屈曲支撐組合框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計方案。3、建立四類常見不同層數(shù)的框架結(jié)構(gòu)住宅模型并采用多目標(biāo)優(yōu)化的方法確定框架結(jié)構(gòu)在多遇地震下的最優(yōu)抗側(cè)剛度比,并根據(jù)相應(yīng)的換算公式來確定防屈曲支撐在結(jié)構(gòu)中的布置用量,進而對相應(yīng)的框架結(jié)構(gòu)模型進行防屈曲支撐的結(jié)構(gòu)位置布置。其次,將已設(shè)計完成的優(yōu)化程序?qū)Ψ狼谓M合框架結(jié)構(gòu)模型進行基于振型分解反應(yīng)譜法原理下彈性階段的優(yōu)化分析,并得到框架柱截面尺寸的優(yōu)化方案,最終將優(yōu)化后模型和優(yōu)化前模型進行罕遇地震工況下的靜力非線性分析及動力時程分析。分析結(jié)果表明:優(yōu)化后的模型可在一定程度上減弱結(jié)構(gòu)地震效應(yīng)并且提高工程經(jīng)濟性指標(biāo)。4、建立以工程實際應(yīng)用為目的的具體設(shè)計方法,并應(yīng)用該設(shè)計方法對實際工程進行框架柱截面優(yōu)化設(shè)計,并得到優(yōu)化后的組合框架相較于原設(shè)計的框架結(jié)構(gòu)柱設(shè)計方案,經(jīng)過計算可節(jié)約混凝土材料1821.08噸和鋼材用量6.28噸,具有一定的工程經(jīng)濟性;且優(yōu)化后組合框架構(gòu)件的耗能占比合理。
【圖文】：

地震造成建筑物的倒塌Figure1-1EarthquakeCausedCollapseofBuildings

圖 1-2 純框架結(jié)構(gòu)在震后梁柱節(jié)點破壞estruction of Beam-column Joints of Pure Frame Structures af個地震多發(fā)的國家，但其高層建筑的結(jié)構(gòu)形式卻普低、多層建筑中使用。因為于他們來說，框架結(jié)構(gòu)
【學(xué)位授予單位】：廣州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TU973;TP18

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本文編號：2626281