基于改進遺傳算法的結(jié)構(gòu)可靠度計算.pdf

1、工程結(jié)構(gòu)通常涉及到許多結(jié)構(gòu)，包括民用建筑和工業(yè)建筑，這些結(jié)構(gòu)的類型主要有鋼結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)、磚混結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，在這些結(jié)構(gòu)的使用期內(nèi)結(jié)構(gòu)承受的荷載有永久荷載、可變荷載以及偶然荷載，永久荷載分為結(jié)構(gòu)的自身重力、土壓力、預(yù)應(yīng)力荷載等等，可變荷載包括樓面活荷載、吊車荷載、風(fēng)荷載、雪荷載，偶然荷載有爆炸力、撞擊力等等。結(jié)構(gòu)除承受各種荷載之外還要受到外界間接作用，間接作用又有混凝土的收縮、溫度的變化，基礎(chǔ)的不均勻沉降、地震作用等等。一個工程的安

2、全，不但影響著人們的生命安全，而且也關(guān)系著社會的發(fā)展，特別是那些能代表一個時代文化特征的結(jié)構(gòu)，將更加注重安全性，耐久性，適用性。
　　 目前，對可靠度分析進行數(shù)值計算的有一次二階矩法、幾何法、響應(yīng)面法、蒙特卡羅法等幾種主要計算方法。本文將遺傳算法一種啟發(fā)式全局隨機搜索的優(yōu)化方法應(yīng)用到結(jié)構(gòu)可靠度的分析中來。
　　 遺傳算法是模擬自然界生物進化過程與機制求解優(yōu)化問題的一類自組織、自適應(yīng)的隨機搜索算法。它借鑒達爾文“優(yōu)勝劣汰、

3、適者生存”的自然進化理論和孟德爾的遺傳變異理論，將問題的求解表示成“個體”的適者生存過程，通過對種群一代代的不斷進化，包括選擇、交叉和變異等操作，從而使群體最終搜索到“最適應(yīng)環(huán)境”的個體，即求得問題的最優(yōu)解或滿意解。
　　 遺傳算法(GA)作為一種優(yōu)化算法，用于結(jié)構(gòu)可靠度分析，對目標(biāo)函數(shù)和約束條件沒有過于苛刻要求，利用MATLAB軟件，引入遺傳算法編制相應(yīng)程序，驗證已知功能函數(shù)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的可靠度。工程實例計算表明，結(jié)合遺傳算法分