基于BFO算法的预制结构连接节点可靠性分析
本文选题:预制结构 切入点:可靠性分析 出处:《河北工程大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:随着中国经济的发展,全预制装配式混凝土框剪结构的应用越来越广。装配式结构的部分组成构件都提前在工厂加工制作完成,这使得装配式建筑具有环保、节能等优点,正是这些优点使得装配式建筑得到建筑师的更多青睐。为保证装配式框剪结构的可靠性,节点设计往往复杂多样,导致节点造价偏高,使预制装配式框剪结构的推广应用受到限制。基于此,全预制装配式混凝土框剪结构连接节点的可靠性分析就显得尤为重要。细菌觅食优化算法是基于生物技术发展而来的一种新型智能优化方法。如何利用计算智能优化算法分析全预制装配式混凝土框剪结构连接节点的可靠性,是本文将要讨论的重难点。本文的主要工作如下:(1)介绍全预制装配式混凝土框剪结构研究现状以及装配式框剪结构连接形式,并应用有限元软件进行建模模拟分析,得出受力云图。根据钢筋混凝土牛腿和型钢牛腿的受力分析图,对两种连接节点进行承载力计算公式的推导。(2)将混沌初始化、信息熵等改进因素应用到细菌觅食优化算法的改进中,实现细菌觅食优化算法的自适应调节,使算法初始解分布更加靠近全局最优解并且在寻优过程中提高全局搜索能力;采用平面十杆桁架算例和四个标准测试函数对改进算法进行测试,并同其它优化算法进行分析比较。(3)全预制装配式混凝土框剪结构连接节点可靠性分析的目的是验证结构的安全性。结合装配式框剪结构连接节点的基本设计理论对连接节点进行适当的简化并得出等效简化计算模型。其次结合可靠指标的几何意义,对连接节点的简化等效计算模型施加荷载并建立基于荷载的简化等效模型,再次根据等效概率原则将非正态随机变量转化为标准正态随机变量,建立基于标准正态空间的极限状态方程;然后以极限状态方程为约束,通过改进的细菌觅食优化算法对极限状态曲面到远点的最短距离进行搜索,最终求得可靠指标。本文将改进细菌觅食优化算法应用于求解全预制装配式混凝土框剪结构节点可靠度分析中,取得了比较理想的预期效果。将计算智能方法应用于装配式建筑中,我国建筑业的发展提供了新的启发。
[Abstract]:With the development of China's economy, the application of fully prefabricated concrete frame-shear structures is becoming more and more extensive. Some of the components of prefabricated structures are manufactured in factories ahead of schedule, which makes prefabricated buildings have the advantages of environmental protection and energy saving. It is these advantages that make prefabricated buildings more popular with architects. In order to ensure the reliability of fabricated frame-shear structures, the design of joints is often complex and diverse, which leads to the high cost of joints. This limits the application of prefabricated frame shear structures. It is particularly important to analyze the reliability of prefabricated concrete frame shear connections. Bacterial foraging optimization algorithm is a new intelligent optimization method based on biotechnology. How to make use of Computational Intelligence. The optimization algorithm is used to analyze the reliability of the connection joints of prefabricated concrete frame-shear structures. The main work of this paper is as follows: 1) introduce the research status of prefabricated concrete frame-shear structure and the connection form of prefabricated frame-shear structure, and use finite element software to model and analyze. According to the stress analysis diagram of reinforced concrete corbel and steel corbel, the chaos is initialized by deducing the formula of bearing capacity of two kinds of connection joints. The improved factors such as information entropy are applied to the improvement of the bacterial foraging optimization algorithm to realize the adaptive adjustment of the bacterial foraging optimization algorithm, so that the initial solution distribution of the algorithm is closer to the global optimal solution and the global searching ability is improved in the process of optimization. The improved algorithm is tested by a plane ten-bar truss example and four standard test functions. The purpose of reliability analysis of fully prefabricated concrete frame-shear connections is to verify the safety of the structure. Combined with the basic design theory of fabricated frame-shear connections. The connection node is properly simplified and the equivalent simplified calculation model is obtained. Secondly, combining with the geometric meaning of reliability index, A simplified equivalent model based on load is established by applying load to the simplified equivalent computing model of the connection node. Then, according to the principle of equivalent probability, the non-normal random variable is transformed into the standard normal random variable. The limit state equation based on the standard normal space is established, and then, with the limit state equation as the constraint, the shortest distance from the limit state surface to the far point is searched by the improved bacterial foraging optimization algorithm. Finally, the reliability index is obtained. In this paper, the improved bacterial foraging optimization algorithm is applied to solve the reliability analysis of the joints of prefabricated concrete frame-shear structures. The application of computational intelligence method in prefabricated buildings provides a new inspiration for the development of Chinese construction industry.
【学位授予单位】:河北工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TU37
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,本文编号:1635060
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