锅炉钢框架抗震结构的多目标多级优化设计

电站锅炉钢架是一种大型复杂的钢结构。将多目标和多级优化设计理论应用于锅炉钢框架的抗震设计中,从安全性和经济性的角度对锅炉钢框架的优化设计进行了研究,通过优化得到一个既经济又安全的合理结构。用两级优化来完成锅炉钢框架抗震结构的优化过程,第一级优化考虑到承载力要求,根据规范提出了强度、刚度、稳定性等方面的约束条件,采用复形法以构件截面尺寸作为设计变量,将结构的整体位移目标函数作为第一级优化目标。第二级优化在第一级优化结论的基础上进行选优,参考规范截面最小尺寸、长细比等要求提出约束条件,利用罚函数法,以截面尺寸作为设计变量,将用钢量作为目标函数进行最优计算,得到一个在满足最大侧移情况下用钢量最小的结构设计方案。最后以某锅炉钢框架实例进行优化分析,并从工程造价,结构抗侧移能力等角度对优化前后的锅炉钢框架结构进行了对比分析,研究结果表明本文提出的理论和方法可以计算锅炉钢框架在最大侧移情况下的最优用钢量,研究结果可供工程设计参考。

Multi-objective and Multi-level Optimization Design for Aseismic Structure of Boiler Steel Frame

The boiler steel frame in a power plant is a complex large-scale steel structure.For safe and economic purposes,the multi-objective and multi-level optimization theory is employed in the aseismic design of the boiler steel frame, and a two-level optimization model is established.On the first level,the requirements for structural bearing capacity are used as the constraint conditions;the section dimensions of structural members are used as the design variables;the storey lateral-displacements of the boiler s...