Эволюционная оптимизация стальных ферм с учетом узловых соединений стержней

А.В. Алексейцев, ФГБОУ ВПО «Брянская государственная инженерно-технологическая академия», г. Брянск, Россия

В статье описан процесс построения генетического алгоритма параметрической оптимизации ферм с возможностью учета стоимости устройства узловых соединений. Учет узловых соединений в процессе параметрического синтеза конструкции позволит находить несущие системы, рациональные с точки зрения затрат, идущих на их изготовление. 

Параметрическая оптимизация выполняется на основе модифицированного генетического алгоритма при ограничениях по прочности, жесткости и устойчивости несущей системы. Используются многоточечные операторы кроссинговера и мутации и слабовзаимодействующие популяции. Целевая функция учитывает специфику изготовления узловых соединений для ферм с профилями сечений в виде парных уголков. Стоимость узлов вычисляется на основе учета трудозатрат и материалов, идущих на сварные соединения конструкции. Разработана вычислительная схема оптимизации стальных ферм с профилями стержней в виде парных уголков и сварными узловыми соединениями на фасонках. Предлагаемая итерационная процедура базируется на эффективном эволюционном алгоритме параметрического синтеза несущих систем, учитывающем оценку стоимости материалов и работ по изготовлению конструкции. 

Рассматривается пример оптимального проектирования подстропильной фермы каркасного здания. Проводится сравнительный анализ решений полученных в результате оптимизации с учетом стоимости узлов и без такого учета. Рассмотренный пример подтверждает работоспособность предлагаемых вычислительных процедур.

Ключевые слова:

эволюционное моделирование; элитизм; параметрическая оптимизация; фермы; генетические операторы; слабовзаимодействующие популяции; конечно-элементный расчет; парные уголки; узловые соединения

Полный текст статьи в pdf

(Алексейцев А.В. Эволюционная оптимизация стальных ферм с учетом узловых соединений стержней // Инженерно-строительный журнал. 2013. №5(40). С. 28–37).

Ссылки по теме:

1. Кирсанов М.Н. Индуктивный анализ влияния погрешности монтажа на жесткость и прочность плоской фермы // Инженерно-строительный журнал. 2012. №5(31). С. 38–42.
URL: http://www.engstroy.spb.ru/index_2012_05/kirsanov.html

2. Кирсанов М.Н. Статический расчет и анализ пространственной стержневой системы // Инженерно-строительный журнал. 2011. №6(24). С. 28–34.
URL: http://www.engstroy.spb.ru/index_2011_06/kirsanov.html

3. Куражова В.Г., Назмеева Т.В. Виды узловых соединений в легких стальных тонкостенных конструкциях // Инженерно-строительный журнал. 2011. №3(21). С. 47–52.
URL: http://www.engstroy.spb.ru/index_2011_03/kurazhova.html



Поиск по сайту
 
Контакты Карта сайта
Все права защищены. При использовании информации с данного сайта ссылка на источник обязательна