基于蟻群算法的鋼結(jié)構(gòu)次應(yīng)力反演分析與優(yōu)化設(shè)計研究.pdf

1、隨著國民經(jīng)濟持續(xù)高速發(fā)展,市場經(jīng)濟的發(fā)展也不斷成熟,鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用的領(lǐng)域有了較大的擴展,其將成為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)主要競爭對手.鋼結(jié)構(gòu)的次應(yīng)力問題在實際工程中通常采用限制其值大小的做法,在一些特性結(jié)構(gòu)中顯得尤其不合適,比如大跨度的鋼屋架結(jié)構(gòu),其失穩(wěn)破壞很大一部分是由于次應(yīng)力過大導(dǎo)致. 本文就是基于上面的背景,采用了最常見的30米跨度的鋼屋架結(jié)構(gòu)作為研究對象,采有限元程序ANSYS10.0,并用ANSYS的APDL語言編制程序來模擬計算鋼

2、結(jié)構(gòu)的次應(yīng)力.由于影響結(jié)構(gòu)次應(yīng)力的因素多而復(fù)雜,為了將復(fù)雜的問題簡單化,本文通過采用了建立不同單元模型結(jié)構(gòu)來模擬是否考慮彎矩的影響.經(jīng)過整理分析,最后得出的主要結(jié)論是:對于軸力的影響不大,與經(jīng)典的理論相符；但次應(yīng)力很多超出規(guī)范限制值主應(yīng)力的20﹪,由此,規(guī)范采用的限制大小而忽略不驗算的做法就值得商榷. 蟻群算法是近十年來興起并引起學(xué)者廣泛關(guān)注的一種智能算法,其應(yīng)用范圍已經(jīng)延伸到各個領(lǐng)域內(nèi),但在土木工程中的應(yīng)用寥寥無幾.蟻群算法如

3、同其它高級智能算法一樣,不需對待求解問題進行具體的數(shù)學(xué)表達描述,根據(jù)算法本身的算法法則進行搜索求解,所以非常適合應(yīng)用于求解次應(yīng)力問題.蟻群算法相對其它算法的主要優(yōu)勢是收斂速度明顯快、計算精度高.基于上述,本文嘗試將蟻群算法引入到結(jié)構(gòu)工程優(yōu)化分析中來.通過采用自編蟻群算法程序,先通過數(shù)值實驗尋找到了一組較為合適的參數(shù)組合,利用這一組合對鋼結(jié)構(gòu)的次應(yīng)力問題進行了反演分析,分析的基礎(chǔ)是有限元正演分析計算的結(jié)果,最后又對兩個較為典型的鋼架結(jié)構(gòu)進