基于PSO算法的张弦桁架结构优化设计：精度提升与经济性考量

本文主要探讨了基于粒子群优化算法(PSO)的张弦桁架结构优化设计方法。张弦桁架结构，作为一种预应力钢结构，因其在实际工程中的广泛应用，如广州国际会展中心，其设计过程中通常依赖于人工假定截面、预应力和矢高等参数，这可能导致设计方案并非最优。传统的设计流程繁琐且不连续，难以确保结构性能的最佳化。 作者侯贯泽和许强松针对这一问题，利用MATLAB编程技术，构建了一个通用的张弦桁架结构有限元模型分析程序，该程序能够快速生成不同几何参数的模型并进行内力分析，同时通过SAP2000和ANSYS软件对其计算结果进行了验证，确保了结果的准确性和一致性。 进一步地，他们开发了一套PSO算法优化程序，将这种方法应用到实际的张弦桁架结构设计中，显著提高了设计精度和收敛性。优化结果显示，这种方法能够有效地优化结构参数，从而在满足强度、刚度和稳定性约束的同时，实现用钢量的最小化，这是在当前快速发展的生产环境下对结构优化设计的重要需求。 文章深入研究了张弦桁架结构的优化设计，尤其是关于截面优化部分，为初步设计提供了实用的参考依据。此外，它还强调了钢用量优化的重要性，因为这直接关系到工程的经济性和结构性能。通过将PSO算法融入张弦桁架设计，本文的工作为提高钢结构设计的效率和质量开辟了新的途径，为未来的研究和工程实践提供了有价值的技术支持。