1.一種用于優(yōu)化施工模板支撐體的設(shè)計(jì)方法,其特征在于:包括以下步驟:
S1、輸入待優(yōu)化的模板支撐結(jié)構(gòu)的條件參數(shù)和施工條件參數(shù);
S2、根據(jù)所述模板支撐結(jié)構(gòu)的條件參數(shù)、施工條件參數(shù),得到模板施工費(fèi)用隨支撐體系各結(jié)構(gòu)單元間距值的變化曲線;
S3、根據(jù)所述變化曲線,確定所述模板支撐結(jié)構(gòu)體系的施工費(fèi)用的最小值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于優(yōu)化施工模板支撐體的設(shè)計(jì)方法,其特征在于:所述S2中,所述模板支撐結(jié)構(gòu)的條件參數(shù)包括主肋參數(shù)、次肋參數(shù)、鋼支撐的類(lèi)型、成本價(jià)格;
所述施工條件參數(shù)包括待支模的房間尺寸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述用于優(yōu)化施工模板支撐體的設(shè)計(jì)方法,其特征在于:所述S2中,根據(jù)以下數(shù)學(xué)模型得到模板施工費(fèi)用隨支撐體系各結(jié)構(gòu)單元間距值的變化曲線,包括以下步驟:
S21、根據(jù)以下數(shù)學(xué)模型得到變化曲線:
其中:
C表示澆筑一塊樓板所需要的費(fèi)用;
A表示所需澆筑的樓板的長(zhǎng)度;
B表示樓板的寬度;
Ci分別表示各組成部分(依次為板面、次肋、主肋、豎向支撐及橫向支撐)的單位費(fèi)用,i=1,2,3,4;
C1表示板面的單位費(fèi)用;
C2表示次肋的單位費(fèi)用;
C3表示主肋的單位費(fèi)用;
C4表示豎向支撐的單位費(fèi)用;
C5表示橫向支撐的單位費(fèi)用;
li表示各組成部分的間距,i=1,2,3,4;
l1表示相鄰板面的間距;
l2表示相鄰次肋的間距;
l3表示相鄰主肋的間距;
q表示板面上部所受均勻荷載;
fi分別表示板面、次肋、主肋因所受荷載而產(chǎn)生的撓度值,i=1,2,3;
f4豎向支撐因所受上部荷載而產(chǎn)生的撓度值;
[f]表示豎向支撐最大允許撓度值,i=1,2,3;
σi分別表示板面、次肋、主肋因所受荷載而產(chǎn)生的應(yīng)力值,i=1,2,3;
τi分別表示板面、次肋、主肋因所受荷載而產(chǎn)生的剪應(yīng)力,i=1,2,3;
[σ]分別表示板面、次肋、主肋最大允許應(yīng)力值,i=1,2,3;
[τ]分別表示板面、次肋、主肋最大允許剪應(yīng)力值,i=1,2,3;
Ei分別表示板面、次肋、主肋的彈性模量,i=1,2,3;
Ii分別表示板面、次肋、主肋的界面慣性矩,i=1,2,3;
km表示三跨連續(xù)梁彎矩系數(shù);
kf表示三跨連續(xù)梁撓度系數(shù);
kτ表示三跨連續(xù)梁剪力系數(shù)(可由《靜力計(jì)算手冊(cè)》查詢);
bi×hi表示各組成部分截面面積;
M表示風(fēng)荷載產(chǎn)生的彎矩值;
N表示立桿段軸力;
D表示豎向支撐的橫截面的面積
NG2k表示構(gòu)件自重產(chǎn)生的軸向力標(biāo)準(zhǔn)值;
NQk表示施工荷載產(chǎn)生的軸向力標(biāo)準(zhǔn)值。
表示板面損失系數(shù);
wi表示板面、次肋、主肋及支撐在荷載作用下的彎矩;
S21、根據(jù)遺傳算法搜索S21中數(shù)學(xué)模型的最優(yōu)解,得到模板施工費(fèi)用隨支撐體系各結(jié)構(gòu)單元的間距的變化曲線;
S23、根據(jù)所述變化曲線,將模型計(jì)算得到的最優(yōu)解,確定為對(duì)所述模板支撐結(jié)構(gòu)體系施工費(fèi)用的最小值;
S24、將確定的所述的費(fèi)用最小值輸出顯示。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述用于優(yōu)化施工模板支撐體的設(shè)計(jì)方法,其特征在于:所述遺傳算法包括可行解轉(zhuǎn)換單元、交叉單元、變異單元、適應(yīng)度值計(jì)算單元和循環(huán)單元,其中:
可行解轉(zhuǎn)換單元,將約束條件范圍內(nèi)的若干組十進(jìn)制可行解轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制解的形式,用于交叉運(yùn)算和變異運(yùn)算;
所述交叉單元,用于將二進(jìn)制可行解進(jìn)行交叉配對(duì),產(chǎn)生新的可行解;
所述變異單元,用于將二進(jìn)制可行解的某一編碼進(jìn)行改變,用于防止搜索陷入局部最優(yōu)解;
適應(yīng)度值計(jì)算單元,S21中的目標(biāo)函數(shù)作為循環(huán)搜索的適應(yīng)度函數(shù),用于尋找本輪的臨時(shí)最優(yōu)解;
循環(huán)單元,用于循環(huán)可行解轉(zhuǎn)換單元、交叉單元、變異單元、適應(yīng)度值計(jì)算單元,當(dāng)本輪搜索的臨時(shí)最優(yōu)解與前一輪搜索的最優(yōu)解的差值小于允許值,認(rèn)為本輪搜索的臨時(shí)最優(yōu)解為目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)解。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述用于優(yōu)化施工模板支撐體的設(shè)計(jì)方法,其特征在于:還包括:
S4、計(jì)算最小施工費(fèi)所對(duì)應(yīng)的主肋間距值、次肋間距值和鋼支撐的間距值;
S5、將最小施工費(fèi)所對(duì)應(yīng)的主肋、次肋和鋼支撐的間距,分別輸出顯示。
6.一種用于優(yōu)化施工模板支撐體的設(shè)計(jì)系統(tǒng),其特征在于:包括
輸入模塊,用于用戶輸入的待優(yōu)化的模板支撐結(jié)構(gòu)的條件參數(shù)和施工條件參數(shù);
分析模塊,用于根據(jù)所述輸入模塊輸入的參數(shù),得到模板施工費(fèi)用隨支撐體系各結(jié)構(gòu)單元間距值的變化曲線;
確定模塊,根據(jù)所述變化曲線,確定所述模板支撐結(jié)構(gòu)體系的施工費(fèi)用的最小值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述用于優(yōu)化施工模板支撐體的設(shè)計(jì)系統(tǒng),其特征在于:所述模板支撐結(jié)構(gòu)的條件參數(shù)包括主肋參數(shù)、次肋參數(shù)、鋼支撐的類(lèi)型、成本價(jià)格;
所述施工條件參數(shù)包括待支模的房間尺寸。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述用于優(yōu)化施工模板支撐體的設(shè)計(jì)系統(tǒng),其特征在于:所述分析模塊包括第一計(jì)算子模塊和第二計(jì)算子模塊,其中:
第一計(jì)算子模塊,用于根據(jù)以下模型計(jì)算模板支撐結(jié)構(gòu)體系施工費(fèi)用的最小值:
其中:
C表示澆筑一塊樓板所需要的費(fèi)用;
A表示所需澆筑的樓板的長(zhǎng)度;
B表示樓板的寬度;
Ci分別表示各組成部分(依次為板面、次肋、主肋、豎向支撐及橫向支撐)的單位費(fèi)用,i=1,2,3,4;
li表示各組成部分的間距,i=1,2,3,;
q表示板面上部所受均勻荷載;
fi分別表示板面、次肋、主肋因所受荷載而產(chǎn)生的撓度值,i=1,2,3;
f4豎向支撐因所受上部荷載而產(chǎn)生的撓度值;
[f]表示豎向支撐最大允許撓度值,i=1,2,3;
σi分別表示板面、次肋、主肋因所受荷載而產(chǎn)生的應(yīng)力值,i=1,2,3;
τi分別表示板面、次肋、主肋因所受荷載而產(chǎn)生的剪應(yīng)力,i=1,2,3;
[σ]分別表示板面、次肋、主肋最大允許應(yīng)力值,i=1,2,3;
[τ]分別表示板面、次肋、主肋最大允許剪應(yīng)力值,i=1,2,3;
Ei分別表示板面、次肋、主肋的彈性模量,i=1,2,3;
Ii分別表示板面、次肋、主肋的界面慣性矩,i=1,2,3;
km表示三跨連續(xù)梁彎矩系數(shù);
kf表示三跨連續(xù)梁撓度系數(shù);
kτ表示三跨連續(xù)梁剪力系數(shù)(可由《靜力計(jì)算手冊(cè)》查詢);
bi×hi表示各組成部分截面面積;
M表示風(fēng)荷載產(chǎn)生的彎矩值;
N表示立桿段軸力;
D表示豎向支撐的橫截面的面積
NG2k表示構(gòu)件自重產(chǎn)生的軸向力標(biāo)準(zhǔn)值;
NQk表示施工荷載產(chǎn)生的軸向力標(biāo)準(zhǔn)值。
表示板面損失系數(shù);
wi表示板面、次肋、主肋及支撐在荷載作用下的彎矩;
根據(jù)遺傳算法搜索上述數(shù)學(xué)模型的最優(yōu)解,得到模板施工費(fèi)用隨支撐體系各結(jié)構(gòu)單元的間距的變化曲線;
第二計(jì)算子模塊,用于計(jì)算最小施工費(fèi)所對(duì)應(yīng)的主肋間距值、次肋間距值和鋼支撐間距值。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述用于優(yōu)化施工模板支撐體的設(shè)計(jì)系統(tǒng),其特征在于:所述遺傳算法包括:可行解轉(zhuǎn)換單元、交叉單元、變異單元、適應(yīng)度值計(jì)算單元和循環(huán)單元;其中:
可行解轉(zhuǎn)換單元,將約束條件范圍內(nèi)的若干組十進(jìn)制可行解轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制解的形式,用于交叉運(yùn)算和變異運(yùn)算;
所述交叉單元,用于將二進(jìn)制可行解進(jìn)行交叉配對(duì),產(chǎn)生新的可行解;
所述變異單元,用于將二進(jìn)制可行解的某一編碼進(jìn)行改變,用于防止搜索陷入局部最優(yōu)解;
適應(yīng)度值計(jì)算單元,第一計(jì)算子模塊中的目標(biāo)函數(shù)作為循環(huán)搜索的適應(yīng)度函數(shù),用于尋找本輪的臨時(shí)最優(yōu)解;
循環(huán)單元,用于循環(huán)可行解轉(zhuǎn)換單元、交叉單元、變異單元、適應(yīng)度值計(jì)算單元,當(dāng)本輪搜索的臨時(shí)最優(yōu)解與前一輪搜索的最優(yōu)解的差值小于允許值,認(rèn)為本輪搜索的臨時(shí)最優(yōu)解為目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)解。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述用于優(yōu)化施工模板支撐體的設(shè)計(jì)系統(tǒng),其特征在于:還包括分析模塊,用于計(jì)算主肋間距值、次肋間距值、鋼支撐間距值;
顯示模塊,用于將確定的費(fèi)用最小值、主肋間距值、次肋間距值、鋼支撐間距值分別輸出顯示。