型钢混凝土组合结构构件优化设计研究

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1、辽宁工业大学硕士学位论文型钢混凝土组合结构构件优化设计研究专业:结构工程研究生:刘爽指导教师:张晓东教授级高级工程师辽宁工业大学土木建筑工程学院二〇一五年三月MasterThesisStudyforDesignandOptimalofSteelReinforcedConcreteCompositeMemembersSpeciality:StructuralEngineeringCandidate:LIUShuangSupervisor:ProfessionalSeniorEngineerZHANGXiao-dongLiao

2、ningUniversityofTechnologyJinzhou,121001,ChinaMarch2015摘要本论文分别对型钢混凝土梁和型钢混凝土柱进行优化设计。通过建立型钢混凝土组合结构构件的数学模型，选定优化的目标函数和约束条件，借以确定优化的设计变量，优化的目标函数为单位长度梁和柱的造价，约束条件是严格按照相关规范选取。将工程优化问题转化为数学问题，通过编写程序完成对型钢混凝土组合结构构件的优化。分别利用蚁群算法和遗传算法编写型钢混凝土梁和柱的优化程序，优化后梁和柱的成本均降低。但是利用蚁群算法优化型钢混凝土梁和

3、柱，其成本迭代曲线收敛性差。利用遗传算法优化型钢混凝土梁和柱，成本迭代曲线收敛性好。本文提出了利用遗传算法优化型钢混凝土梁和柱的设计方法，利用计算机编写的优化程序完成对型钢混凝土组合结构构件的优化，为推进工程优化的发展助力，可以为实际工程提供参考。关键词：型钢混凝土组合结构；蚁群算法；遗传算法；结构优化设计；经济性指标IAbstractInthispaper,thedesignoftheSteelReinforcedConcrete(SRC)beamandcolumnareoptimizedrespectively.Byb

4、uildingthemathmodeloftheSRCcompositememembersandselectingoptimalobjectivefunction,theoptimaldesignvariablecanbefixed,Theobjectivefunctionisthecostofbeamandcolumnperunitlengthandtheconstraintsarechoseaccordingtotherulesstrictly.Turingtheproblemofprojectoptimization

5、intomathematicalproblem,theoptimizationoftheSRCcanbegotthroughwithwritingprogram.IhavewrittentheoptimizationprogramfortheSRCbeamandcoclumnwiththeantcolonyalgorithmandthegeneticalgorithm,whichcutsdownthecostbothofSRCbeamandcoclumn.WhentheSRCbeamandcoclumnareoptimiz

6、edwiththeantalgorithm,theconvergenceofcostinterativecurveisnotsatisfactory.However,theconvergenceofcostiterativecurveisbetterwiththeantcolonyalgorithm.Inthepaper,thedesignmethodoftheSRCbeamsandcolumnoptimizedthroughgeneticalgorithmareputforward.Inaddition,theoptim

7、alprogrambyusingcomputeraccomplishesoptimizationoftheSRCcompositememembers,whichcanaccelerateprojectoptimizationandgivereferenceforactualengineering.Keywords:Steelreinforcedconcretecompositestructure;Antcolonyalgorithm;Geneticalgorithm;Structureoptimizationaldesig

8、n;EconomicindexesII目录摘要.................................................................................................................................