陆金钰　沈　圣　牛　畅　杨　湛

(1东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室,南京210096)(2东南大学土木工程学院,南京210096)(3东南大学吴健雄学院,南京210096)

基于免疫粒子群-齿行法的桁架结构分层优化

陆金钰1,2沈圣3牛畅3杨湛3

(1东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室,南京210096)(2东南大学土木工程学院,南京210096)(3东南大学吴健雄学院,南京210096)

摘要:针对考虑应力约束、位移约束和压杆稳定约束的桁架结构进行形状和尺寸优化,提出了一种基于免疫粒子群优化算法和齿行法的桁架结构优化算法．对形状和尺寸2类耦合变量进行分层处理．内层考虑各类约束条件,利用收敛速度较快的齿行法对给定形状的结构进行截面优化,使其自重最轻,将约束问题转化为非约束问题;外层则通过全局搜索能力较强的免疫粒子群算法对结构形状进行全局搜索,得出最终优化结果．通过37杆平面简支桁架桥和25杆空间桁架2个经典算例验证了所提算法的有效性．结果表明,所提算法采用内外层嵌套搜索,能够更好地处理2类变量的耦合关系,有效缩小了解空间的范围,具有良好的优化效果和较高的搜索效率．

关键词:桁架形状与尺寸优化;分层优化;免疫粒子群优化算法;齿行法

桁架结构的优化设计是一个经典问题．优化设计通常以结构自重最轻为目标,以截面尺寸、结构形状、拓扑关系等为设计变量．目前针对截面尺寸优化的理论和方法已基……