遗传算法求解摩擦耗能支撑优化：地震减震分析

"地震作用下摩擦耗能减震结构优化分析的遗传算法求解 (2005年)" 本文主要探讨了在地震作用下如何通过摩擦耗能支撑来优化减震结构设计，以达到最佳的抗震效果。摩擦耗能支撑是一种在多层和高层框架结构中广泛应用的减震技术，它通过利用摩擦力来消耗地震能量，减少结构在地震中的位移反应。然而，其设计过程复杂，需要考虑结构的动态特性以及摩擦耗能装置的参数选择。 作者提出了一种新的数学模型，用于优化摩擦耗能支撑的参数。模型的目标是在满足建筑规范规定的层间位移角限值条件下，使框架各层安装的耗能支撑刚度之和最小化。这样可以在安装较少的耗能装置的同时，保证结构的抗震性能。这个优化问题通过遗传算法来求解，这是一种基于生物进化原理的全局优化方法，适用于解决多目标、多约束的复杂问题。 遗传算法在本研究中被应用到处理由几条不同地震波作用下的结构响应问题。通过编写名为GAOFF的程序，作者能够模拟和分析地震波分别作用下的摩擦耗能框架结构的弹塑性动力性能。程序的运行结果显示，采用遗传算法进行优化是有效的。 文章中提到了摩擦耗能框架设计中的两个关键参数：起滑位移Δudy和支撑刚度Kb。这两个参数的选择直接影响到结构的耗能减震效果。根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)，这些参数有一个合理的取值范围。已有文献对这些参数进行了优化分析，但通常受限于特定的目标函数。本文通过比较不同目标函数的算例分析，进一步探索了优化模型的适用性和有效性。 摩擦耗能支撑参数的优化研究对于减少地震灾害的影响至关重要，因为它可以确保在地震发生时，结构能够在最小化材料使用的同时，提供足够的抗震能力。遗传算法作为优化工具，展示了在解决这类复杂问题上的潜力，为摩擦耗能减震结构的设计提供了科学的决策支持。 关键词：地震波、摩擦耗能支撑、框架结构、优化、遗传算法 中图分类号：TU311.3 文献标识码：A 本文的研究为摩擦耗能减震结构的优化设计提供了一个新的数学模型和有效的计算方法，利用遗传算法解决了复杂优化问题，对于提高建筑结构的抗震性能具有重要的理论与实践意义。