基于建筑空間布置規(guī)則性的結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析

趙旭,董軍.基于建筑空間布置規(guī)則性的結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析[J].建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報,2018,39(S1):379-386.

結(jié)構(gòu)體系中的大空間或者核心筒的布置不規(guī)則,會給建筑抗震設(shè)計帶來諸多困擾。提出優(yōu)化設(shè)計的方法用于對結(jié)構(gòu)剛度進行調(diào)整,以降低建筑空間布置不規(guī)則的影響。優(yōu)化方法是基于進化結(jié)構(gòu)優(yōu)化法,建立新的靈敏度定義,以修正建筑空間布置規(guī)則性為設(shè)計目標,優(yōu)化結(jié)構(gòu)體系中抗側(cè)體系的剛度分布。從建立結(jié)構(gòu)模型開始,直接從建筑設(shè)計模型中,提取必要的設(shè)計參數(shù),導(dǎo)入優(yōu)化設(shè)計程序中進行建模,提高了建模的效率和準確度。在有限元分析過程中全部采用殼單元,并且在考慮解析準確度的基礎(chǔ)上對殼單元進行分割,應(yīng)用泰森多邊形理論對荷載進行計算。在優(yōu)化計算中,主要從結(jié)構(gòu)整體等效應(yīng)力分布的均勻性,重心與剛心的相對位置關(guān)系以及結(jié)構(gòu)的兩向抗側(cè)剛度比三個方面對結(jié)構(gòu)體系的應(yīng)力、水平以及豎向構(gòu)件剛度分布進行優(yōu)化設(shè)計,調(diào)整建筑空間布局以滿足布置的規(guī)則性,對進一步深化設(shè)計提供可參考的分析結(jié)果。

前言

第一章 緒論

1.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在土木工程中應(yīng)用的可行性

1.1.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的特點

1.1.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)求解土木工程問題的可行性

1.2 結(jié)構(gòu)分析與初步設(shè)計

1.3 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計

1.4 結(jié)構(gòu)損傷檢測

1.5 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在土木工程中的應(yīng)用

1.5.1 結(jié)構(gòu)分析與初步設(shè)計

1.5.2 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計

1.5.3 結(jié)構(gòu)損傷檢測

1.5.4 結(jié)構(gòu)控制

1.5.5 科學(xué)決策

1.5.6 結(jié)構(gòu)材料及本構(gòu)關(guān)系

1.5.7 回歸分析

參考文獻

第二章 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論及模型

2.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展史

2.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基本原理

2.2.1 神經(jīng)元模型

2.2.2 神經(jīng)元傳遞函數(shù)

2.2.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)算法

2.2.4 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型

2.2.5 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的實現(xiàn)機制

2.3 典型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型

2.3.1 BP網(wǎng)絡(luò)模型

2.3.2 Hopfie1d網(wǎng)絡(luò)模型

2.3.3 回歸Bp網(wǎng)絡(luò)

2.3.4 Boltzmann機網(wǎng)絡(luò)

2.3.5 徑向基函數(shù)(RBF)網(wǎng)絡(luò)

2.3.6 概率神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(PNN)

2.3.7 對偶傳播(CP)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

2.3.8 模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(FNN)

2.4 BP網(wǎng)絡(luò)模型及相關(guān)問題

2.4.1 經(jīng)典BP算法

2.4.2 網(wǎng)絡(luò)模型存在的問題及分析

2.4.3 BP網(wǎng)絡(luò)模型的改進

參考文獻

第三章 數(shù)據(jù)的前后處理

3.1 引言

3.2 數(shù)據(jù)處理的方法

3.2.1 土木工程問題的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)求解方法

3.2.2 數(shù)據(jù)處理的方法與步驟

3.3 數(shù)據(jù)變換處理

3.3.1 數(shù)值(連續(xù)值)變量

3.3.2 定性變量

3.3.3 區(qū)間變量

3.3.4 無序變量

3.4 特征參數(shù)的提取

3.4.1 向量擴張法

3.4.2 小波分析法

3.4.3 主成分分析法

3.4.4 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法

3.5 樣本集的構(gòu)造

3.6 數(shù)值算例分析

參考文獻

第四章 結(jié)構(gòu)分析與初步設(shè)計

4.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在結(jié)構(gòu)分析與初步設(shè)計中的應(yīng)用

4.1.1 多層前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

4.1.2 自組織神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

4.2 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)分析

4.2.1 結(jié)構(gòu)分析的理論基礎(chǔ)

4.2.2 結(jié)構(gòu)分析方法

4.2.3 懸臂梁的結(jié)構(gòu)分析

4.3 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)初步設(shè)計

4.3.1 初步設(shè)計的基本原理與方法

4.3.2 外包鋼混凝土受壓構(gòu)件的設(shè)計

4.3.3 外包鋼混凝土受彎構(gòu)件的設(shè)計

4.3.4 鋼筋混凝土梁的設(shè)計

4.3.5 鋼管混凝土中的應(yīng)用

4.4 小結(jié)

參考文獻

第五章 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計

5.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的發(fā)展與研究

5.1.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計理論與方法

5.1.2 基于Matlab的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計

5.1.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計中的應(yīng)用

5.2 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計

5.2.1 基本原理

5.2.2 優(yōu)化算法

5.2.3 桁架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計

5.3 基于遺傳算法的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計

5.3.1 遺傳算法

5.3.2 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計原理與方法

5.3.3 數(shù)值算例

5.3.4 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計評述

5.4 結(jié)構(gòu)智能優(yōu)化設(shè)計

5.4.1 結(jié)構(gòu)智能優(yōu)化設(shè)計概念

5.4.2 基本原理

參考文獻

第六章 結(jié)構(gòu)損傷檢測

6.1 結(jié)構(gòu)損傷檢測的發(fā)展與研究

6.1.1 基于振動的損傷檢測

6.1.2 其他無損傷檢測

6.1.3 無損傷與有損傷相結(jié)合的檢測

6.2 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)損傷檢測

6.2.1 基本原理與方法

6.2.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在結(jié)構(gòu)損傷檢測中的應(yīng)用

6.2.3 簡要評述

6.3 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的多級結(jié)構(gòu)損傷檢測技術(shù)

6.3.1 面向損傷檢測的有限元模型

6.3.2 異常檢測

6.3.3 損傷類型檢測

6.3.4 損傷定位

6.3.5 損傷程度評估

6.4 大跨懸索橋結(jié)構(gòu)的損傷檢測及定位

6.4.1 引言

6.4.2 大跨懸索橋損傷定位的PNN模型

6.4.3 損傷定位結(jié)果與討論

6.4.4 相對重要性與特征向量簡化

6.4.5 不同網(wǎng)絡(luò)性能比較

6.5 大跨斜拉橋的損傷檢測

6.5.1 斜拉橋的異常檢測

6.5.2 斜拉橋的損傷定位

6.5.3 斜拉橋的損傷程度評估

6.6 Benchmark結(jié)構(gòu)的損傷檢測與評估

6.6.1 問題的提出

6.6.2 Benchmark結(jié)構(gòu)

6.6.3 數(shù)值模型

6.6.4 模式損傷樣本的產(chǎn)生

6.6.5 損傷定位

6.6.6 損傷程度評估

參考文獻2100433B