考虑结构自振周期约束的抗震结构的多目标多级优化设计

本文利用抗震结构的多目标多级优化设计理论，对考虑结构自振周期约束的抗震结构优化设计进行了研究，并根据规范ＧＢＪ１１－８９给出的四类场地的特征周期，计算了剪切型钢框架的算例。结果表明，在抗震结构优化设计中考虑结构自振周期约束有利于结构的抗震。     

考虑材料塑性与造价的抗震结构多目标优化

将多目标优化方法应用于钢筋混凝土抗震结构中,同时考虑结构的造价最低和塑性最好的两个优化目标,简便地处理了结构位移延性和构件曲率延性之间的关系。按照现行的《建筑抗震结构设计规范》ＧＢＪ１１－８９和《混凝土结构设计规范》ＧＢＪ１０－８９建立了数学模型,计算了４层框架结构的算例。结果表明,本文提出的理论及计算方法是合理的。     

考虑延性,自振周期的抗震结构多目标优化设计

利用抗震结构的多目标优化设计理论,同时考虑延性及结构自振周期,对钢筋混凝土结构造价最低和延性最好的两个目标函数进行优化设计,按照现行的《混凝土结构设计规范》及《建筑抗震设计规范》建立了数学模型;并根据ＧＢＪ１１－８９给出的４类场地的特征周期,计算了钢筋混凝土框架结构的算例。结果表明,在抗震结构优化设计中,同时考虑结构的延性和结构的自振周期有利于结构的抗震。     

考虑阻尼的抗震结构的多目标优化设计

利用抗震结构的多目标优化设计理论,考虑阻尼力对结构影响,对钢筋混凝土结构造价最低和结构应变能量大的两个目标函数进行优化设计。按照现行的混凝土结构设计规范（ＧＢＪ１０－８９）及建筑抗震设计规范（ＧＢＪ１１－８９）建立了数学模型,计算了钢筋混凝土框架结构的算例。结果表明,提出的理论及方法是合理的。     

抗震钢筋混凝土框架结构的多目标优化设计

本文把多目标优化设计方法应用于抗震结构设计中。同时考虑结构的应变能及结构的造价两个相互矛盾的函数作为目标函数。按照现行的《混凝土结构设计规范》ＧＢＪ１０－８９及《建筑抗震设计规范》ＧＢＪ１１－８９的要求建立了数学模型。并且计算了剪切型钢筋混凝土框架结构的算例。结果表明，本文提出的理论及计算方法是合理的。     

抗震结构的动力优化设计研究

从结构动力学基本方程出发,导出动力优化的抗震设计方法,通过动力优化降低了结构的动力反应;同时利用能量设计法建立了结构动力优化的目标函数,基与动力最优控制中性能指标具有形式上的统一;并基于地震随机性,提出了结构动力优化,用非确定的机会约束规划求解。     

钢筋混凝土框架结构地震失效模式优化

地震作用下钢筋混凝土框架结构薄弱部位易发生损伤破坏,从而引起结构失效,针对结构的失效模式进行优化有利于提高结构的抗震性能.为此,以结构构件、结构层以及结构整体的损伤准则为约束方程,采用以结构构件损伤值相等为目标的优化设计方法,通过二次开发的钢材和混凝土的弹塑性损伤本构模型,应用纤维单元模型对强震作用下钢筋混凝土框架结构的失效模式进行了优化.以12层钢筋混凝土框架结构Benchmark模型为例,对双向El-Centro地震动作用下结构各构件的抗震性能进行优化,并对优化前后结构的动力响应和损伤发展进行分析,结果表明最优结构损伤集中得到有效的控制,结构各层损伤分布更加均匀,结构整体损伤减小,结构的抗震性能得到明显提高.     

基于多目标协同优化算法的卫星结构优化设计

针对卫星系统中多目标、多约束、耗时的结构优化问题,建立了卫星结构的多目标协同优化模型.将协同优化方法与全局多目标优化算法相结合,并针对协同优化方法的缺陷采取一些改进措施,提出了协同优化方法与全局多目标优化算法(CO-PE)组合优化方法.以某卫星结构多目标优化问题为例,在iSIGHT优化软件中对卫星结构进行多目标协同优化设计,通过CO-PE组合优化方法获取Pareto最优解集.优化结果表明,多目标协同优化模型能够简化优化问题的复杂度,基于近似模型的CO-PE组合优化方法具有较好的准确性和高效性,对实际工程中类似的复杂结构优化问题具有一定的参考价值.     

基于遗传算法的黏滞液体阻尼器优化布置研究

介绍了黏滞液体阻尼器的计算模型和遗传算法的基本原理,基于改善建筑结构的抗震效果提出了一种实现阻尼器个数和位置优化的目标函数,利用MATLAB分别对低层、中高层和高层3种建筑结构的黏滞液体阻尼优化布置进行数值分析.结果表明:通过编制目标函数程序得出的阻尼器布置方案可以有效提高建筑结构的抗震性能,通过选择目标函数系数可以同时解决黏滞液体阻尼器位置和工程造价成本即阻尼器数量的问题.     

生命线工程网络抗震优化算法研究

以生命线工程网络系统造价为优化目标,网络拓扑结构为优化参数,网络节点抗震连通可靠度为约束条件,建立生命线工程网络系统的抗震拓扑优化模型.同时,介绍了利用递推分解算法来获得单元重要度的方法,进而利用遗传算法、模拟退火算法和遗传-模拟退火混合算法,进行了生命线网络系统的抗震拓扑优化分析.其中,遗传算法通过对种群选择、交叉和变异操作不断进化以获得优化解,模拟退火算法则通过扰动当前解产生新解来获得优化解,遗传-模拟退火混合算法则通过将遗传算法中的变异操作以模拟退火操作代替获得优化解.利用三种优化方法对两个算例进行生命线工程网络系统的抗震拓扑优化分析.计算结果对比表明,遗传-模拟退火混合算法具有最好的优化能力.     

平板网架综合优化设计

同时选取平板网架的高度、网格数及杆件截面作为设计变量,以网架的总造价最低为目标函数,按新规范要求对网架的外形及杆件的截面进行综合优化设计,并考虑了竖向及水平地震作用,提出了网架抗震设计的建议。内力分析采用空间析架位移法,优化方法采用直接搜索法和准则法有机结合的综合优化方法。并编制了SP-COD(FORTRAN77)程序,在Sun75 GX工作站上实现。     

基于自动生成策略的供水管网抗震优化算法

以管网年费用折算值为优化目标、管网拓扑结构与管径为优化参数、管网节点抗震可靠度为约束条件,建立了供水管网抗震优化设计模型.基于自动生成策略,并结合环形管网判断方法,分别利用遗传算法、遗传-模拟退火算法和微粒群算法进行了供水管网的抗震拓扑优化分析.利用3种优化方法对2个典型供水管网进行了对比分析.对比分析表明,遗传-模拟退火算法具有最好的优化能力.     

基于全寿命抗震性能的近海桥梁结构多目标优化设计方法

投资-效益准则是基于结构性能抗震设计的重要原则,它所追求的设计目标是在结构的初始造价与地震损失期望之间达到一种和谐的优化平衡,使结构在全寿命周期内总费用最小.在以上的单目标优化模型基础上,提出了考虑结构初始造价、损伤期望、检查和维护费用、拆除费用及残余价值和环境污染费用的多目标全寿命优化设计模型.基于所提出的多目标优化设计模型,应用精英保留非劣排序遗传算法,建立了以截面尺寸、纵筋和箍筋的配筋率为决策变量的近海桥梁结构全寿命抗震性能多目标优化设计模型,并给出了优化设计流程及具体实现.结果表明:得到的非劣解在目标空间分布均匀,算法收敛性和鲁棒性较好.     

已建立立桥工程系统抗震加固优化方法研究

考虑参数不确定性和桥梁上部结构摩擦等因素的影响，对已建立交桥桥墩和桥梁上部结构进行了可靠性分析，进而研究了基于可靠性的已建立交桥结构抗震加固优化分析方法，把已建立交桥结构作为整体系统，以可靠度作为协调参数，运用结构优化方法解决了结构安全性和经济性之间的矛盾，从而为实际已建立交桥结构工程系统抗震加固和抗震对策提供了实用的分析方法。     

基于XGBoost-PSO的混凝土重力坝体型多目标优化设计

为解决重力坝优化设计以截面尺寸作为唯一设计变量,缺乏考虑材料属性对重力坝优化设计影响的问题,综合经济、抗震安全进行重力坝多目标优化设计方法研究,构建了综合经济、抗震安全指标的多因素评价体系;采用ABAQUS软件对重力坝进行有限元静动力分析,基于计算结果采用变权功效系数法进行量化评价;采用XGBoost-PSO算法进行寻优得到最终优化方案。实例验证结果表明：多目标优化方案与初始方案相比,在经济、抗震安全指标上都得到了明显改善;相比传统单目标优化模式,经济、安全多目标优化更适用于抗震安全要求高的重力坝工程。     

基于投资-效益准则的现有结构抗震加固策略

介绍了基于功能的抗震设计思想及投资—效益准则，并通过构建基于投资—效益准则的结构优化模型及算例分析，得到了基础隔震设计方案就是该优化模型最优解的结论；探讨了基于投资—效益准则的现有结构抗震加固策略，指出对于要求较高的加固目标，采用隔震加固策略更为适合。     

基于改进模拟退火算法的建筑结构抗震优化设计

针对“大震不倒”的抗震设防目标．提出一种在强震作用下建筑结构的优化设计方法．依据“用相同的投资获最好的设计”的设计理念,建立以建筑结构最大的层间位移最小化作为优化目标,同时满足体积约束的优化数学模型．采用动力有限元分析模型和高效的显式动力分析方法对强烈地震波作用下的结构进行分析,获得最大的层间位移;采用改进的模拟退火算法求解优化数学模型,设计了一种产生可行解的状态发生器．由该状态发生器产生的新状态均满足所有的约束条件;在显式动力分析软件ANSYS／LS-DYNA的基础上进行二次开发,实现了一个三维框架结构的抗震优化设计．数值算例表明,该方法能获得较高质量的解,具有现实的工程意义．     

高层建筑结构抗震设计优化措施探讨

该文从高层建筑结构抗震设计的主要内容入手，对高层建筑抗震设计中常出现的问题进行了分析，并进一步对高层建筑结构抗震设计的优化措施进行了具体的阐述。     

不同边界对梁结构的形状拓扑优化及对比

本文讲述了结构优化设计的必要性,并介绍了主要优化方法和了常用的拓扑优化方法。基于均匀化拓扑优化方法,建立了以体积为目标函数,在不同边界下,梁结构的不同布局的拓扑优化模型。借助于ANSYS软件平台,利用APDL语言实现了研究所运用的优化算法,数值算例验证了该方法的可行性和有效性,减少了设计变量的数目,提高了求解效率。     

拉索预应力球面巨型网格结构静力性能优化分析

针对拉索预应力球面巨型网格结构的静力优化问题,提出对拉索预应力、立体桁架梁高度、杆件截面的三级优化法,对各变量分别采用不同的目标和方法进行逐级优化.对杆件截面优化以结构自重为目标函数并采用满应力法;立体桁架梁高度通过结构内力峰值和挠度比两项指标予以确定;优化拉索预应力时,采用结构杆件内力的平方和最小为目标函数建立数学模型,并运用影响矩阵线性优化法和复形法求解.文中对一个180 m跨度的结构,提出了5种不同的布索方案,并基于以上理论,进行了优化分析.结果表明,实际工程采用沿周边布索方案为佳.同时优化分析结果也证明了本文采用的优化分析方法和编制的程序是高效可行的.