以坝肩稳定安全系数为目标的高拱坝优化设计.pdf

河海大学
硕士学位论文
以坝肩稳定安全系数为目标的高拱坝优化设计
姓名:陈知渊
申请学位级别:硕士
专业:水工结构工程
指导教师:苏超
20070522
摘要发力度加大,将有越来越多的大坝被修建,特剐怒离拱坝。高擞坝的安全性以坝肩稳定为前提。在本文的拱坝优化设计中,针对已有安众性指标存在的不足,以拱坝坝肩怨鞍咏峁褂呕姆椒ā⒗砺劢辛讼低匙芙幔岢隽艘怨鞍影蛹缥榷ò踩基础,以计算机镅晕1喑坦ぞ撸嘀屏斯鞍影蛹缥榷ḿ扑愕亩叭洲賫了在拱坝优化设计中常用的优化算法及其耨的发展。遗传算法作为一种肩稳定遴符了分析研究。并在此蓦础瓿闪司ǜ没话诱鎏逍陀呕杓疲彀屏艘组有实际参考价值的研究成果。蘧罄我墓嚣部大嚣发战貉豹逐步突麓、蓬家魄秀缝源结梅豹诞整鞋及承奄瓷源秀稳定安全系数为目标函数,采用遗传嚣法对某高拱坝合理体型进行芯浚咛骞ぷ舞下:系数为优化目标,在拱梁分载法计算然础上,对商拱坝合理体型避行了深入研究。低逞芯苛宿窨⑷姥⑽榷ǚ炙颖;纠碲拧P湄帽9匈杭藓蹂鞣晾砺序,通过冀例分析验证了程序的可杼性。全弱往稼方法,其毒授索覆盖嚣大,袋解薅镬焉特定弱题静信慧少,容易形戒遥罨霎法程序等特点。通过对优化算法的分析比较,提出将遗传算法应用于拱坝优化设计中,并完成了遗合于高拱坝优化设计的优化程序设计。旎峁こ淌道捎霉傲环重环ḿ胺锟粑榷ò沭⒘危澈凉傲柢茶关键词:缡构优化、高拱坝、优化设计、遗传算法、坝肩稳定
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嵴越咭蕖R弧6吣论文作者┟:杜盘略嘲——一。叼年,月,蒡吵爨刁日得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论学位论文独创性声明:本人所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取文孛不包禽其毪人蠢经发表或撰写过豹骚究成果。与我一露工作瓣同事对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。如不实,本人负全部赛任。论文箨者┟鹸学位论文使用授投说唆河海大学、中国科学技术信息研究所、阻家图书馆、中国学术期刊馀挑电子杂恚社有权保警本人所送交学位论文的复印锌或电子文档,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外,允许论文被查阕纛镫阕。论文全部或部分蠢容的公毒安训授权海海大学磺究生院办理。ⅲ阂辞妆是┟ⅲ浩┬辞妆是┟’
第一章绪论§甀研究背景及意义结构优化是近四十年来发展起来的一门设计技术,在结构设计中采用优化方法,可以提高设计质量,加快设计速度。优化设计是设计概念与方法的一次革命,它用系统的、目的定向的和有良好标准的过程与方法来替代传统的试验纠错的手工方法。优化设计是寻求最好或最合理的设计方案,而优化方法便是达到这一目的的手段。虽然对大多数现实问题而言,由于耗费资源奔洹⒎延过于巨大,“最好”的不一定能实现,但它提供了一种指导思想与标准,形成了概念框架侍馐侗稹⒍ㄒ濉⒛P化,求解与评价驮俗魇侄巍S呕椒ɑ鼓鼙挥τ糜诖砥渌侍馍希灰8梦侍存在有多种解方案,故它是求解问题和帮助决策的手段与工具【¨。结构优化设计从马克斯威尔理论,兔仔6桁架出现起已有百年,从史密特用数学规划来解决结构优化设计算起亦有年历史,特别是过去年内,在理论、算法和应用方面都取得了长足的发展。等⒂泄匮趸嵋楹凸ǹ3霭娴闹鞯确矫婧懿煌耆ǖ耐臣,已发表的综述达余篇,专著荆泄赜呕畚某#其中大约L教只诳煽慷鹊挠呕陀呕绦颉T诠猓甏酰紫仍诤空部门开始了结构优化,不久在土建,造船,机械等部门也相继开展起来了。在国内,年以前只有少量零星的研究工作,大量的研究工作和工程应用是在年以后才开展起来的。六十年代两门学科的发展给结构优化的发展提供了重要基础,一个是有限元的发展,解决了复杂结构的分析问题,为优化设计提供了前提;另一个是运筹学中数学规划方法的发展,为结构优化提供了许多有效的数学方法。而电子计算机的发展,又为结构优化提供了高效的计算工具,使得大型工程结构优化设计成为可能。经过几十年的发展,应用优化的领域涉及航空航天、机械、土木、水利,桥梁、汽车、铁路、轻工纺织、能源工业以及军事工业等诸多方面,主要处理那些具有复杂如大坝、桥梁、核电站,或者产量大的汽车、机械和轻工产品以及创新型的产品设计。优化的应用研究还扩大到国土开发与资源利用、环境监控与生态保护,以及海洋工程等领域,并且作为一种技术手段用于解决诸如系统辨识、工程反分析等问题蕖结构优化的发展和应用将使结构设计达到新的阶段,利用优化方法和电子计算机计算,可迅速的求出给定条件下的最优设计方案,使设计人员从繁琐的重复设计中解仅从专门期刊船,结构系统的设计,如飞机、卫星、机器人、射电远望镜等,或者大规模的工程建设,河海大学硕士学位论文
§研究现状此大量的文章都限于讨论连续型设计变量凳系谋淞、