The method of optimal synthesis of prestressed steel frame structures is developed. The search for the solution was carried out on discrete sets of variable parameters, including the cross-sections of the rods of the structure and the cross-sections of prestressing torques. To optimize the cost of the objects under consideration, an improved scheme of evolutionary modeling was used, including a combined scheme of accounting for restrictions and an extraordinary scheme of population formation. Taking into account the strength and stiffness restrictions for a number of objects in the population is not strict, while for options that have a violation of the restrictions, a penalty function is used. In the formation of the current population, multipoint genetic operators, random generation and elitism strategy are used to modify objects. Examples of optimization of prestressed frames with the beams and proprietary beams.

Разработана методика оптимального синтеза преднапряженных стальных рамных конструкций. Поиск решения осуществлялся на дискретных множествах варьируемых параметров, включающих сечения стержней конструкции и сечения преднапрягающих затяжек. Для оптимизации стоимости рассматриваемых объектов использована усовершенствованная схема эволюционного моделирования, включающая комбинированную схему учета ограничений и неординарную схему формирования популяций. Учет ограничений по прочности и жесткости для ряда объектов в популяции не является строгим, при этом для вариантов, имеющих нарушение ограничений, используется штрафная функция. При формировании текущей популяции для модификации объектов используются многоточечные генетические операторы, случайная генерация и стратегия элитизма. Рассмотрены примеры оптимизации преднапряженных рам с балочным и ферменным ригелями.

• Evolutionary optimization of prestressed steel frames
• Эволюционная оптимизация предварительно напряженных стальных рам
  • 1. Introduction
  • 2. Methods
    • 2.1. Formulation of the optimization problem
    • 2.2. Solving algorithm
  • 3. Results and Discussion
    • 3.1. Example 1. Optimal design of the steel frame with the search for the prestressing tie-rod position (personal objective (I))
    • 3.2. Example 2. Search for the optimal frame solution by taking into account variations in tie-rod stiffness and tension force (personal objective (II))
    • 3.3. Example 3. Optimization of the constructive solution for a single-story building frame by varying the location of the tie-rod and the level of its prestress (personal objective (III)).
    • 3.4. Discussion
  • 4. Conclusions
  • 5. Acknowledgement

Инженерно-строительный журнал / Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого. — Санкт-Петербург: СПбПУ, 2017-. — Периодичность: 8 раз в год. — Выходит с 2017 г. (с № 5). — Электрон. журнал. — Свободный доступ из сети Интернет (чтение, печать, копирование).

Инженерно-строительный журнал / Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого. — Санкт-Петербург: СПбПУ, 2017-. № 5 (81), 2018 — 1 файл (18,3 Мб). — Свободный доступ из сети Интернет (чтение, печать, копирование). — <URL:http://elib.spbstu.ru/dl/2/j19-38.pdf>.