基于混合变量的张弦梁结构优化设计研究

探讨了以预张力和截面尺寸为设计变量的张弦梁结构优化设计问题,建立了优化设计的数学模型,提出了基于混合变量的张弦梁结构优化设计的两级算法.从文中算例可看出,该方法具有较好的计算效率和收敛性.     

基于离散变量的桁架结构截面优化及软件实现

以杆件横截面为设计变量,以结构重量为目标函数,采用基于离散变量的序列两级优化方法对桁架结构进行优化设计;在优化设计过程中采用了0阶修正,并且利用PCL语言在有限元软件MSC．NASTRAN和MSC．PATRAN上开发出了解决含应力约束和位移约束的桁架结构离散截面优化问题的程序。     

混合离散变量的工程结构优化设计方法

针对工程中大量存在的设计变量为离散型和连续型的混合离散变量的情况 ,探讨了一种优化设计问题的方法———混合离散复合形法。该算法可用于工程结构优化设计中 ,其结果不需圆整 ,解题可靠性和效率大大提高。     

基于离散变量的网壳结构截面优化设计

以杆件横截面积及工程中常用的两种球节点体积为设计变量 ,以工程造价为目标函数 ,采用基于离散变量的两级优化方法对空间网壳结构进行了截面优化设计 ;编制了SIOP网壳结构截面优化设计程序 ,解决了与Algor(SAP93)程序的接口问题。为提高精度 ,在优化设计过程中采用了 0阶修正。最后通过两个算例 ,与满应力优化设计结果进行了比较 ,验证了该方法与程序的可行性和有效性     

FRP纤维预加张力的强度研究

采用 FRP纤维预加张力复合原理的强度研究 ,制成 2种 FRP复合材料试件 ,一种为不采用预加张力按照普通成型的过程制成试件 ,另一种为采用预加张力复合原理制成试件 ,通过测量 2种试件的强度 ,分析、对比实验结果 ,验证了采用FRP纤维预加张力复合原理 ,能充分发挥复合材料的性能 ,提高复合材料的强度水平 ,此结果是对此类 FRP优化设计的补充 ,具有很大的实用价值。     

预张力斜拉结构拉索卸除后结构分析的迭代法

斜拉结构中的拉索由于各种原因导致腐蚀,就不得不进行部分或全部斜拉索卸除更换。拉索中由于有预张力,卸除拉索,不仅结构的刚度发生了改变,而且等效节点荷载也发生了改变。本文提出拉索卸除后结构分析的迭代法,推导了迭代公式,讨论了收敛速度。本文方法是计算结构变更后的新结构,利用了结构刚度局部变化的特点,且整个迭代过程是在原结构刚度变化相关的节点自由度范围内进行的,因此计算量大大地减小。该法不仅适用于卸除一根索,也适用于同时卸除多根索。     

考虑结构整体稳定性的单层网壳优化设计

提出了把近似满应力设计方法、弧长法和相对差商法结合起来的改进的离散变量两级优化方法,给出了同时考虑应力约束、位移约束和结构整体稳定性约束的优化算法。在考虑几何非线性的基础上,研究了单层网壳结构以结构质量最轻为目标函数的优化问题,编制了相应的计算程序,并通过算例进行了分析验证。     

我国膜结构现状及施加预张力的几种方法

本文着重总结了我国目前膜结构行业和工程应用现状,介绍了在膜结构中施加预应力的方法     

基于分级遗传算法的离散变量结构优化设计

提出一种分级处理的遗传算法，它采用微种群和附加变异算子来减少计算量、增加算法的局部搜索能力．算例表明，这种算法收敛平稳、并取得了较好的效果。     

遗传算法在结构离散变量优化中的应用

利用遗传算法的基本原理,提出了结构离散变量优化设计的全局算法。该方法模拟生物遗传进化的过程进行优化求解,解决了离散变量的优化问题,对于多峰值函数、不可导的函数能以较大的概率求得全局最优解。通过实例证明了该方法的有效性。     

全约束条件下的钢筋混凝土梁离散变量优化设计

研究了全约束条件下的钢筋混凝土矩形截面单筋梁离散变量优化设计。以符合设计条件的梁截面尺寸,主筋直径、根数、箍筋直径、间距为设计变量,以规范对单筋梁的正、斜截面强度、挠度、裂缝宽度及构造等要求为约束条件;以梁的单位长度造价为目标函数所进行的计算结果表明,优化方案是最佳的。     

混合结构抗震性能研究进展及展望

混合结构试验研究一般针对具体工程,研究佐证不充分且缺乏共性,为掌握混合结构抗震性能,指导高层结构设计,结合同济大学土木工程防灾国家重点实验室近5年来开展的混合结构及其受力构件研究,总结出地震力作用下混合结构受力特点及破坏规律,验证三水准、两阶段设防目标下结构的可靠性.通过试验分析提出该结构抗震性能新认识,即外节点上、下应力集中导致框柱先于筒体开裂,成为第一道抗震防线,内节点构造与计算模型的差别会引起计算结果失真.对竖向混合结构特点及发展现状进行分析,指出开展该结构体系抗震性能研究的关键问题,即节点构造及模型化和结构动力参数的确定,进而提出了该领域系统研究的思路和方法.     

基于人工神经网络的工程结构优化设计研究

分别以人工神经网络中的多层前向神经网络和Hopfield神经网络为基础，构造了两个结构优化模型，分析了其神经网络优化计算的主要过程。并结合实例通过计算机数值仿真进行分析，说明了这两种方法都是有效的和可行的。     

独立基础优化设计及应用

在分析目前常规设计存在的一些缺陷基础上,给出一种独立基础优化设计新方法,有效地解决了现行规范存在的诸如强度和变形影响无法同时考虑等问题。导出了偏心荷载作用下的独立基础底面尺寸设计及独立基础设计的优化数学模型,并编制了求其优化解的复合形法和罚函数法的最优化算法程序及独立基础设计绘图程序。通过算例分析表明,将最优化方法用于基础设计会交大的经济效益。     

多索预应力桁架结构优化设计

对影响多索预应力桁架结构优化设计的变量,包括索力值和截面尺寸进行研究。考虑了预应力作用阶段及预应力和荷载共同作用阶段的性态约束条件,建立了以结构重量最小为目标函数的数学优化模型。在求解方法上,用满应力准则法确定索力值和截面尺寸并将索力值的求解转化为线性规划模型。算例表明,方法具有较好的计算效率和收敛性。     

带加强层框—筒结构中水平伸臂最佳刚度研究

利用带水平伸臂的框架-筒体结构侧移公式,对带加强层的框架一筒体结构水平伸臂的最佳刚度进行了分析,明确给出了根据需要减少的结构侧移量,确定水平伸臂最佳刚度的方法,并给出了具体参数.本文的结论,可供工程设计特别是确定结构方案时参考使用.     

弦支穹顶结构尺寸优化设计的研究

以结构重量为目标函数,考虑构件稳定应力约束、强度应力约束、长细比约束和结构位移约束,对弦支穹顶结构进行了尺寸优化设计研究。为有效引入位移约束,采用位移关于构件截面积梯度分量权重来增加构件截面积。为提高设计变量的搜索效率,对钢管、钢索和钢拉杆规格库进行了优化排序处理,显著提高了优化搜索速度。采用优化设计方法,对深圳大运会篮球馆屋盖弦支穹顶结构进行了尺寸优化设计研究。研究结果表明,在构件稳定应力、强度应力、长细比和结构刚度(位移约束)等约束满足设计要求前提下,结构用钢量显著减少。优化设计方法搜索速度很快,应用简单,可用于大型弦支穹顶结构设计中。     

高层剪力墙结构优化设计之探讨

本文认为结构的优化设计应从与业主及建筑师的沟通开始,并贯穿设计的全过程,强调在建筑方案阶段结构师就应介入其中,并实现结构概念设计的理念。结构的概念设计是优化设计的基础,合理的墙体布置是优化设计的具体方法,良好的技术经济指标是优化设计的最终目的。