基于改进人工蜂群算法的玻璃幕墙风振可靠性研究

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通过查阅近年来国内外点支式玻璃幕墙风振可靠性方面的研究成果,结合点支式玻璃幕墙自身的特点和智能算法的发展应用,本文在结构可靠性理论的基础上,建立了点支式玻璃幕墙的风振可靠性分析模型,由于点支式玻璃幕墙支撑体系的形式不同于一般构件,其在进行抗风可靠性分析时的可靠性分析方法也有很大不同,传统的构件可靠性功能函数很难处理玻璃幕墙支撑结构体系的可靠度问题,现有的函数表达式也已不再适用于玻璃幕墙支撑体系的功能函数,因此使用基于信息熵改进后的人工蜂群算法对模型进行验算,通过分析仿真实验结果,证明了该方法是可行有效的。本文在总结归纳了玻璃幕墙的发展历程和研究现状,以及玻璃幕墙结构体系的基本理论和结构设计的基础上,对幕墙结构进行可靠性分析。然后引入了人工蜂群算法的基本原理和数学模型。由于算法本身的局限性,其计算结果存在误差,因此引入信息熵理论对人工蜂群算法的搜索过程进行改进,以克服人工蜂群算法在运行过程中收敛精度较低,易早熟的缺陷。随后,本文分析了自然风特性,阐述了风荷载对玻璃幕墙结构支撑的作用,并在此基础上,建立了点支式玻璃幕墙风振分析的等效模型,同时研究了玻璃幕墙支撑体系在不同地貌,不同高度及不同支撑模式下脉动风作用响应计算式,由此简化了点支式玻璃幕墙支撑结构体系的风振系数计算式。通过对比现行荷载规范中风振系数的表达式以及进行数值仿真计算验证,证明该简化算式是可行有效的。这为点支式玻璃幕墙风振系数的计算建立了基础,具有一定的参考价值。最后,对某点支式玻璃幕墙的空间桁架支撑体系进行风振可靠性分析,采用改进后的人工蜂群算法计算幕墙支撑结构的可靠指标和失效概率,验证了该方法是可行并且有效的。通过实例分析验证,改进后的人工蜂群算法在计算结构可靠度指标和失效概率时,其求解精度和速度比传统方法表现的更好。该方法可用于解决规模大、复杂程度高的幕墙结构可靠度计算。
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