文档介绍：武汉理工大学
硕士学位论文
中小跨径桥梁截面优化设计研究
姓名:刘大同
申请学位级别:硕士
专业:道路与铁道工程
指导教师:蔡千典;张谢东
20050301
一摘要墨堡堡兰奎兰堡主兰垡笙奎近几年,我国的公路建设高速发展,兴建了大量的道路桥梁工程。其中,在桥梁的建设中,中小跨径的梁桥在数量、规模上都占了多数,如何准确、快速、经济、合理地进行桥梁结构设计已经成为广大设计人员孜孜以求的目标。传统校核一重新设计”这样一个重复试算的过程,来寻找满足结构设计要求的设计结果。这种重复设计方法在很大程度上取决于设计人员的设计经验,其设计结果具有很大的随机性,所得到的最终方案是受设计者的经验和判断力影响较大所决定的最优方案。不同的设计人员,在相同的工程客观条件下,完全有可能得出不同的设计方案。本文正是基于这样的背景之下,提出了桥梁结构截面优化设计这样一个具有实际工程应用前景的课题。桥梁结构截面优化设计属工程结构优化问题,由于工程结构优化问题具有其自身的特点,所以传统的数学优化方法己经不再适用。遗传算法是近年来在计算机科学领域和优化领域中受到广泛关注的一种拟生物进化理论的仿生学算法,以其宽松的优化条件,独特的仿生模拟、优良的优化效果,使其在工程结构优化领域中的应用成为可能。在广泛阅读文献和调研的基础上,本文对遗传算法及其在结构优化设计应用中的相关内容进行了分析和综合,对结构优化设计的基本概念、主要特点进行了介绍,对遗传算法应用于结构优化设计时的数学建模、约柬条件处理、初始弧⒉糠衷びα炷罷梁分别建立了以造价为目标函数的截面优化模型。然喑逃镅裕岷隙叩母髯缘某ごΡ嘀屏薚梁的优化计算工具。在用计算工具对算例结果分析后表明,遗传算法用于旱慕孛优化是有效可行的。最后,基于航孛嬗呕ぷ鞯幕∩希隽薚梁截面设计的建议,所得结论可以作为结构设计工程师进行截面设计的参考,具有实的结构设计一般采用的是重复设计的方法。其大致过程是按照“假设一分析一的方案。它的确定往往伴随一定程度的主观随意性,并非单纯由工程客观条件种群的产生及其遗传算法控制参数的选择几个关键因素作了概要的分析与研本文选取在中小跨径桥梁建设中大量使用的钢筋混凝土弧⒃びα炷关键词:截面:优化设计;遗传算法;究。后运用和际工程意义。.
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第滦髀的、有效的方法,并且已经由此形成了一个专门的科学分支一仿生学实践活动已经表明:将生物界所提供的答案应用于实际问题的求解是一种成功遗传算法是模拟生物迸化的自然过程而发展起来的一种仿生算法。它采用简单的编码技术来表示各种复杂的结构,并通过对一组编码表示进行简单的遗传操作和优胜劣汰的自然选择来指导学习和确定搜索的方向。这使得我们在不必非常明确地描述复杂问题的全部特征的情况下,就可以根据自然法则来产生新的另外遗传算法不受其搜索空间限制性条件缈晌ⅰ⒘⒌シ宓的约束,不优化设计是设计概念与方法的~种革命,它用系统的、目的定向的和有良好标准的过程与方法来代替传统的试验纠错的手工方法。优化设计是寻求最好实问题而言,“最好”的不一定能实现,但它提供了一种指导思想与标准,形成了概念和运作手段。只要一个问题存在有多种可能解方案,它就可以利用优化的思想和概念来更好地解决,故优化方法是求解问题和帮助决策的重要手段和到了广泛的应用。但在~些特殊问题的处理上如非连续设计变量问题、多极值点问题、目标函数的强非线性问题等,特别是许多传统算法需要计算目标函数麻烦。遗传算法作为一种与以往方法截然不同的新方法,为建筑结构优化设计当前科学技术正在进入一个相互交叉、相互渗透、相互影响的时代,各类交叉学科和边缘学科得到了迅猛地发展。人们从包容万物的大自然中看到了很多社会问题的影子,并从中获得了解决各种问题的灵感。几百年以来,人们的更好解。由于遗传算法本身内在的并行性,它可以同时搜索解空间内的多个区域,特别适合大规模的并行,同时具有自绸织、自适应、自学习等智能特征。需要其他的辅助信息缒勘旰牡际。或最合理的设计方案,丽优化方法便是达到这一目的的手段。虽然对大多数现虽然以直接法和解析法为主导的传统结构优化方法已在各种实际工程中得的偏导数,这不但需要目标函数具有良好的连续性,而且给计算带来了极大的开辟了一条新思路,并且显示了高效性。工具。武汉理工大学硕士学位论文
峁褂呕杓亟堡堡三查堂堕主堂焦堕苎结构设计是土木工程建设的重要部分,搞好结构设计是保证工程结构实现高,特别是在经济高速发展的今天,工业与人民生活的发展对结构设计提出了传统的结构设计一般采用的是重复设计的方法。其大致过程是按照假发一分析一校核一重新设计这样一个重复试算的过程,来寻找满足结构设计要求的分析成果来修改设计方案,对修改后的方案再进行计算