基于MOPSO的RC橋梁全壽命抗震性能多目標優(yōu)化研究.pdf

1、隨著我國經(jīng)濟建設的快速發(fā)展，橋梁工程的規(guī)模和數(shù)量都在不斷的提高。工程經(jīng)驗表明一旦遭受強烈的地震作用，嚴重損壞的橋梁結構勢必會造成不可估量的損失?；谛阅艿臉蛄嚎拐鹪O計方法以及橋梁全壽命多目標優(yōu)化的聯(lián)合運用，能夠更全面的考慮工程全壽命期內(nèi)的經(jīng)濟性和合理性。為了提高橋梁抗震驗算及方案選擇的效率和全面性，將多目標優(yōu)化算法和橋梁全壽命抗震性能設計聯(lián)合起來，運用Pushover靜力彈塑性分析，能夠快速的給出約束范圍內(nèi)的一系列符合抗震設計要求的方案

2、，為設計提供充足的方案選擇空間。本文在國家重點基礎研究發(fā)展計劃資助“973”項目(2011CB013605-4)、國家自然科學基金項目(51178079)和遼寧省優(yōu)秀人才基金資助項目(2014020012)的支持下，采用收斂性和可靠性能較優(yōu)的的多目標粒子群算法(MOPSO)以及考慮橋梁全壽命周期內(nèi)的三個目標費用函數(shù)模型，結合橋梁結構在不同抗震設防水準下的抗震驗算和靜力彈塑性分析。主要的研究工作如下:
　　(1)總結回顧了文獻中橋梁

3、工程在地震作用下的破壞形式和橋梁抗震設計理論、方法的研究進展。闡述了基于性能的橋梁抗震設計方法的優(yōu)越性和工程應用的合理性，給出了橋梁工程在兩級設防地震下的抗震設計過程。
　　(2)總結分析了文獻中多目標優(yōu)化算法的提出和發(fā)展過程，詳細論述了多目標粒子群優(yōu)化算法MOPSO在解決多目標優(yōu)化問題時的良好性能和算法求解過程，分析了外部存儲文檔的應用和特殊變異算子的運用對算法求解的影響。
　　(3)綜述了橋梁全壽命設計的發(fā)展和研究進展，

4、對比分析了不同的全壽命周期費用模型的差異，并采用考慮橋梁初始造價、地震損失期望和后期拆除費用的三目標費用函數(shù)模型對橋墩進行全壽命抗震性能優(yōu)化設計分析。
　　(4)采用MATLAB軟件對算法和橋墩抗震設計過程進行編程，通過驗算橋墩在E1和E2兩級設防水準對應的水平地震作用下的抗震性能和Pushover分析得到墩頂?shù)淖畲笪灰破坡?，結合抗震規(guī)范中的三級設防水準下的橋墩破壞超越概率得到相應的橋墩遭受地震時的損失期望值、初始造價和后期拆除