[01078236]单层球面网壳的选型优化设计及承载力分析

网壳结构是一类有活力的、适应性很强的、方兴未艾的空间结构型式，其应用前景非常广阔。而单层网壳的结构形式多种多样，传统的设计方法不能保证最终的设计方案为最优设计方案。若对单层网壳结构进行优化设计，能度较大。因组成单层网壳结构的每根杆件的有限元力学计算模型为空间梁单元，其承载力不仅取决于杆件的强度，而且还取决于网壳结构的整体稳定和局部稳定。在单层网壳结构的设计过程中必须考虑其强度、刚度、稳定以及几何尺寸等约束条件。同时，单层网壳的每根杆件还要符合现有的规格和型号，即单层网壳结构的优化设计属于离散变量结构优化设计问题。近年来发展起来的遗传算法是基于生物进化论中自然遗传机制的优化算法，既可适用于连续变量也可应用于离散变量。它的寻优搜索是由目标函数值引起的，不使用其它辅助信息，也不要求导数信息，因而对目标函数、设计变量及可行域无特殊要求，具有广泛的适用性，可以处理各类优化问题，尤其适用于传统的搜索方法解决不了的复杂和非线性问题。它具有较强的全面优化性能，能收敛至全局最优点。该项目采用改进的自适应遗传算法来解决单层球面网壳结构杆件截面优化问题。并根据该项目介绍的算法，采用VC++语言编写了相应的自适应遗传算法和有限元计算程序，可以实现单层网壳结构的自动优化设计。结果表明该算法容易收敛，结果可靠，优化效果良好。