基于蚁群优化算法的钢架结构优化设计.pdfVIP

306 西安理工大学学报 JournalofXI，anUniversltyofTechnology(2007)vol23No.3 文章编号:100647102《007)03一0306一04 基于蚁群优化算法的钢架结构优化设计 吴科，2‘，李哲 ，‘赵岩峰 ，‘党辉 ‘ (1 西安理工大学水利水电学院，陕西西安 710048; 华东建筑设计研究院有限公司大连分院，辽宁大连 116。。1) 摘要:采用蚁群优化算法对3跨24层 168杆件的钢架结构重童进行优化计算，并对此结构采用美 国钢结构规范(ASCI)、英国钠结构规范(BC5990)、国标钢结构规范(GBS。。17)3种规范体系进行 对比分析。分析结果表明，基于TsP模型的蚁群优化算法对钢框架结构优化设计具有很好的适用 性，尤其是对复杂钢结构的优化设计具有更快更强的适用性。 关键词:蚁群算法;钢架;优化 中圈分类号:TU3?8.2 文献标识码:A Theoptimization】〕esign ofstee】Frame Basedo”AntCOlony0PtimalAlgorlthm WUKe2‘·，LIZhe，，ZHAOYan-feng，，DANGHuil (1.FacultyofwaterRosourcesa时Hyd:aulic几wer，xi，.nuniversityofTec卜nology，xi，an7loo4s.china; 2.EastC卜inaArchitecturalDesignResearchlnstituteCO.，ITD.玩IianBranoh。压Iianll6001.china) Abstract:AntColonyOptimalAlgorithmisadoptedtocarryouttheoptimalcalculationofwe1ght ofa24一storeyst仓elstructurewith3sPansof168bars‘AI凡。，threekindsofcodesystemsinclu- dlngAmericansteelstructureCode，BritishSteelStructureCodeandInternationalSteelStruc- tureCodeareusedtoconductthecontrastanalysis.Th七analyticalresultsindicatethattheAnt Colonyoptima1Algorithmbas曰onTSPmodeIisofgoodadaptabi1itytotheoptim1zationdesign ofstee1framestructureaswellasoffasterandstrongeradaptabiIitytotheoptimizationdesignof thecomplicatedsteelstructurelnparticular Keywords:ACA(AntColonyAlgorithm);steelframes;optimization 蚁群算法是受到真实的蚁群觅食行为的启发研 1 蚁群算法的实现及修正 究而提出的一种智能算法，蚂蚁虽然个体行为很简 单，但是组成的群体行为表现出智能化和复杂化。 本文所研究的问题的特点是参数多，所以采用 大量的蚂蚁组成的蚁群的集体行为表现出一种信息 了TsP 模型进行钢架的重量优化。为了达到优化 正反馈现象，并且最终引导群体会选择一条从巢穴 分析的目的，把问题转化成TSP优化问题，整个程 到食物源(觅食区)的最短路径。完全模拟真实蚁群 序的实现以TSP问题为基础，其每个杆件可能的搜 行为在算法中不现实，蚁群算法是将这种高等映射 索路径如图1所示。其中，每个蚂蚁个体都按如下 反映到低级映射表达上，构建出数学表达，进而寻求 状态转移概率公式进行信息转移: 问题的最优解。自意大利学者DorigoM等[l幻于