型钢混凝土组合结构柱优化研究.pdf

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1、２０１５年第２２期（总第１７５期）江西建材应用研究型钢混凝土组合结构柱优化研究■刘爽，张晓东，王金国■辽宁工业大学，辽宁锦州１２１００１摘要：本文以遗传算法（ＧｅｎｅｔｉｃＡｌｇｏｒｉｔｈｍ）为编程的基本思想，通过在在法解决工程优化问题时，需要把问题的若干解表示为个体，然后建立起ＭＡＴＬＡＢ软件环境下编写优化程序，完成对结构柱的优化。数学模型中种群，最后通过选择、交叉和变异三个遗传算子将最优解选择出来［３］。目标函数为每延米长度柱的造价。３型钢混凝土组合结构柱优化关键词：型钢混凝土组合结构柱数学模型遗传算法程序优化算例：型钢混凝土框架柱，型钢采用Ｑ３４５钢，纵筋和箍筋采用

2、ＨＲＢ３３５级钢筋，混凝土采用Ｃ３０级混凝土。柱的计算长度为ｌ０＝３ｍ，型钢混凝土组合结构源由于欧美国家，已经在世界范围内得到广该柱所承受的轴向压力为Ｎ＝１５００ＫＮ，受到的弯矩设计值为Ｍ＝泛应用。将其与钢筋混凝土结构相比，具有承载能力高、变形能力好、６００ＫＮ。抗震性能优等特点；将其与钢结构相比，它更省钢材，稳定性更好，造价表１遗传算法优化柱结果前后对比［１］也相对低。本文以遗传算法为优化的基本思想，在ＭＡＴＬＡＢ软件环ｂ×ｈｂａｆ×ｔａｆ×ｂ′ａｆ×ｔ′ａｆ×ｈｗ×ｔｗｎｓ×ｄｓｎ′ｓ×ｄ′ｓｄｓｖ＠ｓｓｖｃｏｓｔ（元）境下编写程序实现对柱的截面优化。１柱的数学模型４

3、００×６００２５０×２０×２５０×２０×４００×１６２×２２２×２２１２＠１５０６２２０８（１）目标函数４００×６００２００×２０×２５０×１８×３６０×１４２×２０２×２０１０＠１５０５２５８８型钢混凝土组合结构柱数学模型的目标函数是每延米长度柱的总从表中看出每延米柱的造价下降了９６２元，造价下降率为造价。造价由型钢的造价、钢筋的造价和混凝土的造价在组成。型钢１５４６％。混凝土组合结构柱数学模型的目标函数表达式如下：４结论Ｃｏｓｔ（Ｘ）＝Ｃｏｓｔ（Ｘ）＋ＣｏｓｔＡ（Ｘ）＋ＣｏｓｔＳ（Ｘ）＋ＣｏｓｔＳＶ（Ｘ）本文采用遗传算法对型钢混凝土组合结构柱进行优化设计，由型

4、Ｃｏｓｔ（Ｘ）为每延米长度柱的造价；ＣｏｓｔＣ（ｘ）为每延米长度柱中混凝钢混凝土组合结构柱优化前后的经济性指标可知，遗传算法能够实现土的造价；ＣｏｓｔＡ（Ｘ）为每延米长度柱中型钢的造价；ＣｏｓｔＳ（Ｘ）为每延对柱的优化。优化后每延米柱的造价降低近百元，若是将整个框架进米长度柱中纵筋的造价；ＣｏｓｔＳＶ（Ｘ）为每延米长度柱中箍筋的造价。［２］行优化将会节省更多的社会资源。结构优化具有很好的发展前景，符（２）基本约束条件合工程实际的需要。正截面偏心受压承载力约束：Ｎα１ｆｃｂｘ＋ｆ′ｙＡ′ｓ－σｓＡｓ－σａＡａ＋Ｎａｗ参考文献ｘＮｅα１ｆｃｂｘ（ｈ０－２）＋ｆ′ｙＡ′ｓ（

5、ｈ０－α′ｓ）＋ｆ′ａＡ′ａｆ（ｈ０－α′ａ）＋Ｍａｗ［１］李明．详解ＭＡＴＬＡＢ在最优化计算中的应用．北京：电子工业出版斜截面受剪承载力约束：社，２０１１．１．７５Ａｓｖ０．５８［２］型钢混凝土组合结构技术规程．ＪＧＪ１３８－２００１．中华人民共和国行Ｖｃｆｉｂｈ０＋ｆｙｖｈ０＋ｆａｔｗｈｗ＋０．０７Ｎ业标准．北京：中国建筑工业出版社，２００１．λ＋１ｓλ（３）设计变量［３］韩瑞锋．遗传算法原理与应用实例．北京：兵器工业出版社，２０１０．Ｔｘ＝［ｂｈｎｓｄｓｎ′ｓｄ′ｓｄｓｖｓｓｖｔａｆｔ′ａｆｔｗｂａｆｂ′ａｆｈａ］２型钢混凝土组合结构柱优化程序设计本文在数学软件Ｍ

6、ＡＴＬＡＢ的环境下编写优化程序。利用遗传算檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪（上接第３页）［３］陈伟．粉煤灰在建筑材料中的应用研究［Ｊ］．山西建筑，２００７，３３参考文献（２１）：１８０－１８１．［１］张艳荣．粉煤灰在建筑材料中的资源化利用［Ｊ］．山西建筑，２０１０，１０［４］牛福生，刘兴德，倪文．粉煤灰在建筑材料中的资源化利用现状∶６５－６７．［Ｊ］．再生资源研究，２００５（２）：３６－３９．［２］刘彬，宋萌，田野；浅谈粉煤灰的综合利用［Ｊ］．中国高新技术企业，［５］刘兴德，牛福生，倪文．粉煤灰的资源化利用现状

7、与研究进展［Ｊ］．２００９（１０）：１２６－１２７．建材技术与应用，２００５，１∶１２－１５．檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪（上接第４页）［４］杨眉，刘清才，薛屺，王小红，高英，气相沉积制备Ｖ２Ｏ５－ＷＯ３／ＴｉＯ２［３］姜烨，高翔，杜学森等，钾盐对Ｖ２Ｏ５／ＴｉＯ２催化剂ＮＨ３选择性催化催化剂及其脱硝性能的研究．动力工程学报，２０１０，１（３０）：５２－５５还原ＮＯ反应的影响［Ｊ］．中国电机工程学报，２００８，２８（３５）：２１－２６檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪