鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的遺傳模擬退火算法研究.pdf

1、鋼結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)度高、自重輕、抗震性能好、施工速度快、結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸小的優(yōu)點(diǎn)，而且符合可持續(xù)發(fā)展、材料再利用、保護(hù)環(huán)境的要求，因此被稱為“綠色建筑”，成為21世紀(jì)的主流結(jié)構(gòu)形式。智能優(yōu)化設(shè)計(jì)在20世紀(jì)80年代，隨著有限元、現(xiàn)代優(yōu)化算法的引入和計(jì)算機(jī)軟硬件的飛速發(fā)展在各個(gè)優(yōu)化領(lǐng)域得到了成功地應(yīng)用。將智能優(yōu)化算法引入到鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)化領(lǐng)域?qū)τ诠?jié)省工程投資、提高投資效益，豐富鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論和方法具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義，也可以推動(dòng)智能優(yōu)化算法在鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)化

2、設(shè)計(jì)中地實(shí)際應(yīng)用。 本文針對(duì)將智能優(yōu)化算法引入鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)領(lǐng)域存在的問(wèn)題，主要進(jìn)行了以下工作： 1.遺傳算法是一種借鑒生物進(jìn)化中自然選擇和自然遺傳機(jī)制的智能優(yōu)化算法，核心概念是“適者生存，優(yōu)勝劣汰”。遺傳操作中對(duì)算法尋優(yōu)性能起重要作用的是交叉、變異算子，文中改變了傳統(tǒng)遺傳算法中保持交叉、變異概率不變的做法，提出了基于閾值的動(dòng)態(tài)交叉變異概率算子。這種新的遺傳算子解決了遺傳算法中依靠經(jīng)驗(yàn)和試算選取參數(shù)的不足，可以增大后期交

3、叉、變異概率，從而提高了種群的多樣性和全局尋優(yōu)性能，有效地克服了遺傳算法在解決鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)化問(wèn)題時(shí)易出現(xiàn)的迭代緩慢和早熟現(xiàn)象。 2.模擬退火算法是模擬固體退火過(guò)程而發(fā)展起來(lái)的一種局部搜索能力很強(qiáng)的智能算法。文中針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)離散變量的優(yōu)化問(wèn)題，提出了(-K～K)的鄰域結(jié)構(gòu)。這種精巧、緊湊的鄰域結(jié)構(gòu)縮短了尋優(yōu)步距，進(jìn)一步提高了算法的局部搜索能力，可以節(jié)省搜索時(shí)間和提高后期的尋優(yōu)速度。 3.文中將改進(jìn)后的遺傳算法和模擬退火算法相結(jié)合