Эволюционная оптимизация стальных ферм с учетом узловых соединений стержней

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.