【摘要】：鋼管砼結(jié)構(gòu)具有諸多優(yōu)點(diǎn),且能夠適應(yīng)當(dāng)代建筑向著大跨、高聳、重載等方向發(fā)展的需要,逐漸成為高層建筑、大跨度結(jié)構(gòu)、地下結(jié)構(gòu)的主要結(jié)構(gòu)形式之一,具有十分廣闊的發(fā)展前景,得到了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛認(rèn)可。然而目前針對鋼管砼結(jié)構(gòu)的研究多聚焦于理論計(jì)算和材料的基本性能等方面,對于其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方面的例子并不常見,為了能夠適應(yīng)節(jié)能省地型建筑的要求,同時避免材料等的浪費(fèi),采取一定措施,對鋼管混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化是十分有必要的。這使得國內(nèi)外工程人員致力于尋求合理的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法,以此來提高此類建筑架構(gòu)的經(jīng)濟(jì)效益。本文針對鋼管砼框架,采用固體力學(xué)中的彈塑性理論對其進(jìn)行計(jì)算分析,其中,截面模量選用組合剪切和抗彎模量,利用ABAQUS建立有限元分析模型,得到該框架結(jié)構(gòu)在承受壓力下較為精確的內(nèi)力。針對QPSO算法在復(fù)雜環(huán)境中單個粒子搜索能里較弱的不足,引入ACO算法中的信息素機(jī)制,得到改進(jìn)的量子粒子群優(yōu)化算法,將新算法應(yīng)用到鋼管砼框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化中,以經(jīng)濟(jì)性最低為目標(biāo)函數(shù),建立優(yōu)化模型。使用MATLAB軟件編制鋼管混凝土構(gòu)件的優(yōu)化程序,通過文章選用的實(shí)例進(jìn)行構(gòu)件、框架體系的優(yōu)化計(jì)算,通過將優(yōu)化結(jié)果與原數(shù)據(jù)進(jìn)行內(nèi)力、經(jīng)濟(jì)等方面的對比,可以發(fā)現(xiàn),在構(gòu)件與框架的極限承載力相差不大,且都滿足規(guī)范要求的情況下,改進(jìn)后的QPSO算法適用于鋼管混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化。本文是將群體性智能算法應(yīng)用到鋼管混凝土框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)當(dāng)中,對此類結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化和經(jīng)濟(jì)的節(jié)約具有一定的意義,并為其他類型建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化提供了一定參考。
【圖文】：

圖 1-1 鋼管砼柱的截面形式[3]Fig.1-1 Section forn of concrete filled steel tube column[3]1.1.2 鋼管混凝土的發(fā)展概況鋼管混凝土并非新生產(chǎn)物，但在其出現(xiàn)七十年后才有學(xué)者對其各方面性能進(jìn)行深入的研究[4]。早期的鋼管混凝土材料因?yàn)橹谱鞴に嚨鹊脑颍摴鼙谕ǔ］^厚

粒子的被束縛程度，但這樣粒子也被限定了一定范圍，不利于最優(yōu)解的多樣分布性。但是既有量子的算法，是以概率的狀態(tài)來控制粒子的，那么粒子有可能被一個較遠(yuǎn)的局部粒子所吸引，以一定概率的程度到達(dá)搜索空間的任一角落。那么這樣的搜索方式很明顯，大大增加改進(jìn)了算法解獲取的渠道，提高了整體的多樣性，有利于獲取全局最優(yōu)解，，避免陷入局部最優(yōu)。這些充分表明，量子算法具有全局收斂的特點(diǎn)。（3）量子粒子群算法，可以再沒有粒子。的速度信息情況下，對優(yōu)秀化函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。具有參數(shù)少，結(jié)構(gòu)簡單的特色點(diǎn)。（4）量子算法采用平均值最好位。置換的改進(jìn)策略。這樣粒子之間可以相互協(xié)同，提高了得到最優(yōu)解的可能性。粒子的協(xié)同，及互相等待的過程由圖 2-1 所示。假定算法優(yōu)化的過程中，最初大部分的粒子均處于聚集在 gbest 附近的一種狀態(tài)。僅幾個粒子是遠(yuǎn)離 gbest的，這些粒子我們稱之為滯后粒子（Lagged Particles）。圖解就是對基本粒子群算法和量子粒子群算法兩種算法中，針對滯后粒子的運(yùn)動狀態(tài)進(jìn)行的詳細(xì)圖解。
【學(xué)位授予單位】：河北工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TU398.9

【參考文獻(xiàn)】

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1 李彥蒼;彭揚(yáng);;基于信息熵的改進(jìn)人工蜂群算法[J];控制與決策;2015年06期

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3 王安龍;何建華;陳松;劉懷遠(yuǎn);;雙心擾動量子粒子群優(yōu)化算法研究[J];計(jì)算機(jī)工程;2014年07期

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5 周書敬;高延安;楊柳;安新正;;改進(jìn)的粒子群-模擬退火算法在桁架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J];鋼結(jié)構(gòu);2012年09期

6 李盼池;王海英;宋考平;楊二龍;;量子勢阱粒子群優(yōu)化算法的改進(jìn)研究[J];物理學(xué)報(bào);2012年06期

7 田雨波;彭濤;沙莎;;基于微分進(jìn)化算子和混沌擾動的量子粒子群算法[J];江蘇科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2011年02期

8 于連伯;;蟻群算法的研究[J];江蘇科技信息;2010年09期

9 方偉;孫俊;謝振平;須文波;;量子粒子群優(yōu)化算法的收斂性分析及控制參數(shù)研究[J];物理學(xué)報(bào);2010年06期

10 陳云波;韓金生;;鋼管鋼筋混凝土柱的研究[J];山東科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2010年02期

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1 秦鵬;CFRP約束鋼管混凝土柱的抗震性能研究[D];湖南大學(xué);2016年

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1 易坤;多種組合形式鋼管混凝土梁柱平面框架力學(xué)性能研究[D];沈陽工業(yè)大學(xué);2017年

2 蘇海波;鋼管混凝土疊合柱有限元數(shù)值模擬及分析[D];大連理工大學(xué);2016年

3 劉慶;鋼管混凝土在預(yù)制裝配式住宅中的應(yīng)用研究[D];大連理工大學(xué);2016年

4 潘靖;鋼管混凝土框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D];河北工程大學(xué);2012年

5 張景麗;軸壓鋼骨鋼管混凝土組合柱力學(xué)性能分析[D];河北工程大學(xué);2011年

6 金勇;鋼管砼框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D];沈陽工業(yè)大學(xué);2009年

本文編號：2640666