基于粒子群算法的鋼管混凝土減震框架優(yōu)化研究.pdf

1、鋼管混凝土結構由于其構件豎向承載力高、施工方便以及綜合效益高等優(yōu)點，應用越來越廣泛。目前很多學者對鋼管混凝土結構構件承載力、梁柱節(jié)點連接、抗火性能以及抗震性能等方面進行了大量的研究，其中如何改善鋼管混凝土結構的抗震性能是研究的一個重點，特別是近年來經(jīng)歷了幾次大地震災害后，人們對建筑結構的抗震性能的要求也不斷提高。
　　在鋼管混凝土結構上設置耗能減震裝置是提高結構抗震性能的有效方法之一。在設計耗能減震結構時，耗能減震裝置的參數(shù)、數(shù)量

2、和布置方法是影響結構抗震性能的重要因素。為了得到耗能減震裝置合理的參數(shù)設置，充分發(fā)揮耗能減震裝置的作用，有效改善結構體系的抗震性能，對鋼管混凝土減震結構進行優(yōu)化是必要的和有科學意義的。
　　本文主要對基于粒子群優(yōu)化算法的鋼管混凝土減震框架的優(yōu)化進行研究，主要工作如下:
　　(1)對鋼管混凝土結構以及粒子群優(yōu)化算法的發(fā)展及研究現(xiàn)狀進行了總結，并對粒子群優(yōu)化算法應用于鋼管混凝土減震框架優(yōu)化研究的意義進行了分析。
　　(2)

3、根據(jù)鋼管混凝土框架的特點，建立鋼管混凝土減震結構的優(yōu)化數(shù)學模型（包括設計變量的選擇、約束條件的確定以及目標函數(shù)的建立）以及編寫相應的結構分析程序和適用于鋼管混凝土框架的粒子群優(yōu)化算法、群搜索優(yōu)化算法和遺傳算法;并通過算例分析驗證三種智能優(yōu)化算法應用于鋼管混凝土減震框架優(yōu)化的可行性。
　　(3)對粒子群優(yōu)化算法的參數(shù)取值進行分析，研究粒子群優(yōu)化算法應用于鋼管混凝土減震框架優(yōu)化的合理參數(shù)選擇。
　　(4)把粒子群優(yōu)化算法與遺傳算

4、法進行結合，組成混合粒子群優(yōu)化算法，使兩種算法優(yōu)勢互補，發(fā)揮各自的優(yōu)點。并把群搜索優(yōu)化算法中游蕩者引入到混合粒子群優(yōu)化算法，組成帶游蕩者的混合粒子群優(yōu)化算法。在EL-centro波作用下，分別采用混合粒子群優(yōu)化算法和帶游蕩者的混合粒子群優(yōu)化算法對鋼管混凝土減震框架的耗能減震裝置進行參數(shù)優(yōu)化，確定耗能裝置的參數(shù)設置，得出最優(yōu)的鋼管混凝土減震框架方案。分析結果表明:采用混合粒子群優(yōu)化算法和帶游蕩者的混合粒子群優(yōu)化算法對鋼管混凝土減震框架的耗

5、能減震裝置參數(shù)進行地震波作用下的優(yōu)化，能得到更優(yōu)的耗能減震裝置參數(shù)，且結構的最大層間位移角、最大梁柱彎矩值與優(yōu)化前的結構相比得到減少。
　　(5)采用混合粒子群優(yōu)化算法分別對設置防屈曲耗能支撐和黏滯阻尼器的空間鋼管混凝土框架的耗能減震裝置的參數(shù)進行優(yōu)化，并對優(yōu)化前和優(yōu)化后的結構進行分析，分析結果表明:采用混合粒子群優(yōu)化算法優(yōu)化后的結構的最大層間位移角、最大梁柱彎矩值和層間剪力均比優(yōu)化前的結構小，且優(yōu)化后的結構的阻尼器的耗能能力更優(yōu)