大型复杂结构优化问题的遗传算法

大型结构和整体优化问题一般具有多目标，多约束和多混合变量的特点，自由度多达千计，其算法的速率和效率是问题的关键所在。遗传算法是求解大规模函数优化问题的有力工具，在复杂结构的优化设计问题中得到广泛应用。     

城市高架桥贝雷梁支架受力分析

以昆山石浦高架桥为案例,针对施工中对临时结构安全、经济、适用性的需求,采用midas civil结构计算软件对现浇梁贝雷支架临时结构进行整体建模计算,结合现场实际施工经验,保证结构安全的前提下对整体结构进行优化设计,以达到经济适用的目的。     

结构优化程序系统‘GJOPT’

本文介绍了作者所研制的结构优化设计‘GJOPT’程序系统的组成、设计思想及其中一个较有特色的优化设计齿形法，并给出了该系统的应用和编制说明；该程序系统对空间刚架结构的优化设计是行之有效的。     

基于Nastran的自卸式散货船卸货臂结构优化设计

文章以某自卸式散货船为例,利用有限元软件进行了整体建模和强度校核,在此基础上针对模型结构进行了优化,结果表明在满足强度条件的基础上通过优化设计能有效地降低结构重量,提高经济性。     

市政桥梁拼宽加固设计方法

为了确保市政桥梁能够满足桥梁的荷载设计要求,需要对市政桥梁进行进一步的优化设计,对桥梁进行拼接加固,提高桥梁的整体承载力。在进行市政桥梁的拼宽加固时注意是在桥梁原有的基础上进行加固,通过对桥梁横向系数的调整实现对桥梁结构的优化,提升桥梁的整体性能。     

非定常风荷载下空间结构的动力优化

目前对风敏感结构的抗风优化设计集中于高层建筑,很少针对大跨空间结构.基于风致动力响应分析对广州国际会展中心的屋盖结构进行优化设计.首先介绍非定常风场中空间结构动力优化的方法,然后基于风洞试验获得非定常风荷载并进行风振响应计算,最后进行以钢管内径为设计变量、以强度和位移为约束条件的优化设计.研究结果表明,基于ANSYS一阶算法的抗风优化效率较高,使屋盖总体积降低了约30％,构件应力降低了26％,且振动响应更加平稳.因此,通过抗风优化设计不仅降低了工程造价,且使各构件的受力更加协调,提高了结构整体刚度.     

钢箱梁桥面铺装弯拉应变分布规律

以标准轴我为基本荷载,借助ANSYS结构有限元分析程序,用数值模拟的方法分析揭示了在铺装结构体系整体受力的情况下铺装结构层的弯拉应变大小、分布规律及其与正交异性板构成的关系,对钢箱梁桥面铺装结构体系的优化设计具有一定的应用参考价值.     

钢箱梁桥面铺装弯拉应变分布规律

以标准轴载为基本荷载, 借助ANSYS结构有限元分析程序,用数值模拟的方法分析揭示了在铺装结构体系整体受力的情况下铺装结构层的弯拉应变大小、分布规律及其与正交异性板构成的关系,对钢箱梁桥面铺装结构体系的优化设计具有一定的应用参考价值。     

超高墩变截面道岔连续梁贝雷支架设计与安全控制

新建张吉怀铁路南山大桥(40+60+40)m连续梁为一变高、变宽、超高墩道岔连续梁,因现场施工技术条件限制,采用了钢管贝雷支架+盘扣满堂支架施工方案。针对该支架方案结构及荷载复杂、施工安全风险大、成本高等特点,采用了等荷载分割等方法对其进行优化设计,以及等效结构法对支架结构进行强度、刚度和稳定性计算,其整体稳定性则主要通过格构钢管体系的整体稳定性计算来评估,并且采用合适的安全控制措施,确保了该桥施工安全有序可控等。     

基于可靠度的基坑桩锚支护优化设计

根据现实基坑工程中确定性方法存在的不足和缺陷,将可靠度理论运用到基坑桩锚支护优化设计中,建立了施工结构各元件可靠度约束条件下的最小化结构费用优化模型.桩锚支护可靠度约束按照抗倾覆破坏稳定模式、抗坑底隆起稳定模式、抗整体失稳模式三种约束模式分别考虑.根据具体的破坏模式建立了功能函数,结合具体的工程实例,采用JC法计算了不同模式的可靠度指标.计算中编制了Matlab程序,予以实现具体的优化设计.研究结果表明,应用可靠度理论进行基坑优化设计是可行且有效的.     

车架结构动力学特性边界元法解析

为在设计阶段对车架结构进行高效的动力学建模解析,提出了基于边界元的区域分割单元合成方法。采用薄板元件的动态基本解,建立了板型构件的边界方程,运用区域分割单元合成法,推导出车架结构的动力学方程。边界元计算值相对于实验值的最大相对误差为5.0%,相对于有限元计算值的最大误差为5.9%,表明基于边界元的区域分割单元合成方法能够快速、准确地分析车架结构的动力学特性,在设计阶段可提高车架结构的建模精度和计算效率。     

考虑二阶效应的空间刚架结构布局优化

针对三维空间刚架布局优化问题,以七自由度节点梁柱单元二阶弹性理论推导考虑构件几何非线性和截面翘曲变形的非线性刚度矩阵,通过整合梁柱单元非线性刚度矩阵对刚架结构进行整体的二阶弹性分析,建立满足刚架结构强度、刚度和稳定性要求的布局优化数值模型;并针对复杂刚架结构布局优化数值求解问题,改进遗传搜索算法（GA）,提出可靠拓扑和引导型遗传算法双向控制方法（KLGA）. 该方法一方面将拓扑变量从布局设计变量中分离,以构件重要度评定结构可靠拓扑变量组合,再与设计变量整合;另一方面将结构特有的引导信息加入算法中,为GA提供全局最优解的指引路径. 通过两种典型的刚架算例表明二阶效应模型和KLGA算法的可行性和有效性,例如算例2中基于二阶效应模型的KLGA得到的最优结构质量比GA减轻了24.5%,波动幅度从9.61%提升到1.39%,算法更加稳定.      

钢筋混凝土框架结构基于性能的塑性设计方法

为预测和控制钢筋混凝土框架结构在罕遇地震作用下的非弹性性能,基于功能平衡原理,提出了一种钢筋混凝土框架结构基于性能的塑性设计方法.该方法预先选定目标侧移和屈服机制,根据功能平衡方程即可得到结构的设计基底剪力;采用塑性设计法设计框架构件和节点,以达到预期的屈服机制和性能.采用此方法对一幢8层钢筋混凝土框架结构进行了设计,并采用动力时程分析法验证了该方法的可行性.研究结果表明,采用基于性能的塑性设计方法设计的钢筋混凝土框架结构最终呈现预期的屈服机构,非弹性性能沿结构高度分布均匀合理.      

基于结构性能的PC连续刚构桥损伤分析

为探讨PC(预应力混凝土)连续刚构桥开裂及下挠的原因,提出了基于结构性能的损伤分析方法.该方法立足于结构性能的客观表象,把对可能造成损伤的诸多因素对结构性能水平的影响分析作为主要手段;通过对大量理论计算与试验数据的对比分析,以基于实桥检测和荷载试验的性能水平参数作为评判依据,找出造成损伤的因素及其达到的程度,同时获得损伤桥梁较为真实的性能水平,作为可靠性评估和加固设计的依据.通过对一座跨径160 m的PC连续刚构桥基于性能的损伤分析,结果表明:用该方法,结构挠度的校验系数可达0.9.     

软岩高边坡多级框架锚杆设计计算方法

针对加固软岩高边坡多级锚杆框架现有设计计算方法的不足,基于多级框架锚杆加固边坡机理,确定不同的边坡破坏模式.在此基础上,在给定的设计安全系数下,通过分析边坡稳定性确定锚杆设计拉力;进而考虑锚杆与框架梁以及框架梁与坡体之间的相互作用,根据静力平衡和变形协调关系并采用Winkler地基模型计算梁的设计内力;由此建立了多级框架锚杆的一种新的设计计算方法,并通过室内模型试验验证了所提方法的合理性.研究结果表明,作用于各级坡框架梁的坡体压力,整体上具有“中间大,两端小”的抛物线型分布特点.      

地震作用下框架-复合墙结构弹塑性内力计算

框架-复合墙结构是以框架和密肋复合剪力墙共同承担水平地震作用的新型组合式双重抗侧力体系,合理计算弹塑性阶段框架与复合墙的内力是决定大震下结构体系安全性能的关键问题之一.根据6榀典型密肋复合墙试验数据,建立了复合墙体指数式刚度退化模型,量化了墙体在各变形阶段的刚度退化系数.在对比复合墙与框架、混凝土墙、砌体墙刚度退化规律的基础上,分析了复合墙刚度退化对结构受力性能的影响,提出了弹塑性阶段框架-复合墙结构地震内力的实用计算方法,并通过具体算例讨论了结构内力的变化情况.研究结果表明：弹塑性阶段,框架与密肋复合墙刚度退化速度比值呈非线性关系,框架分担总地震剪力的比例增加,但其绝对剪力值增加幅度并不明显;考虑弹塑性阶段复合墙的刚度退化,更好地符合了地震下框架-复合墙结构的实际受力情况.     

基于多智能体（MAS）的城市快速路智能控制系统设计

分布式人工智能作为人工智能与分布式计算的结合,正逐渐受到人们的重视。以城市快速路控制系统为研究背景,应用多智能体技术,以实现对其智能控制的策略。在分析研究多智能体体系架构与快速路控制系统的控制需求的基础上,进行快速路MAS的总体架构设计与层次功能设计。在分析研究Agent结构模式与构造方法的基础上,设计快速路控制协调智能体Harmony-agent的结构,并针对结构中各个模块的功能进行详细设计。MAS体系可以成为传统控制手段与智能控制方式的统一实现载体,架起了传统控制与智能控制的桥梁。MAS架构体系是兼容传统手段与智能理念的弱耦合思想的良好承载平台。     

预应力混凝土连续刚构桥设计探究

连续刚构桥是现代桥梁设计中常用的方式之一,其凭借独特的优势使得桥梁结构的性能进一步提升,维持了交通运输线路的持续运行。针对这一点,以实际工程案例为主,详细分析混凝土连续刚构桥设计的相关问题,以供同行参考和借鉴。     

重庆石板坡大桥施工控制方案研究

石板坡大桥位于重庆主城区,结构采用连续梁与连续刚构混合连续体系,主跨跨度在同类型桥梁中居世界之首.结合该桥设计及施工特点,在常规控制方法基础上,对桥梁收缩徐变、温度变形修正及桥梁三维线形的控制等方面做了深入的研究.     

高速列车车下悬挂结构优化设计方法

基于CRH3高速动车组运营过程中车下设备舱支架故障,从车下设备舱系统与列车各系统之间、与外部运行环境之间的耦合匹配关系人手,综合在线动应力测试、空气动力学压力测试、振动模态测试和数值仿真等技术,对车下设备舱系统功能、结构及安全可靠性进行了系统地研究,提出了结构失效原因、结构新方案仿真计算、样件线路运行试验、结构可靠性评估的优化设计方法．