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本文结合前期工作,介绍了混凝土矩形渡槽的结构形式及其优化方法的发展,系统总结了多纵梁渡槽结构模型简化的方法——空间刚架模型和三维实体元模型.根据模型简化方法以及研究对象的侧重点的差异采用了不同的优化方法——遗传算法和ANSYS优化方法,详细介绍了两种方法的原理和实现步骤,并结合遗传算法思想编制了空间刚架优化程序.通过计算发现,随着纵梁高度的减小,呈现出侧墙承受的竖向弯矩变大、中纵梁承担的弯矩变小的趋势;从侧墙宽度对侧墙弯矩的影响来看,侧墙宽度的减小使得侧墙各竖向杆件底部弯矩趋于均衡,侧墙竖向杆件的底部弯矩最大值减小;通过适当调整纵梁间的距离使横向刚度分配相对均衡,同时可以提高渡槽承载力和减小截面尺寸,减少了结构自重;从底板的厚度来看,它是影响横梁的抗裂度和结构的纵横梁能否合理简化为T形梁的关键因素;结构刚度在空间分配的不同,造成结构在施加预应力之后,所产生的次内力对渡槽结构各构件设计时的影响也有所不同;通过对比与分析,最终确定了设计变量及其范围,找到了设计时的影响因素和控制截面,为优化设计做了前期的准备工作.通过对优化过程与结果的分析,得到了主要的结论如下:1.当结构的截面尺寸发生变化时,在荷载作用下,用空间刚架力学方法和三维块体元方法计算的结构位移结果吻合较好,表明考虑剪切变形的空间刚架有限元法的内力计算是可靠的.2.利用ansys软件进行结构优化是很有效的,本文用ansys自带的参数设计语言(Apdl)对渡槽结构进行了优化设计,得到了令人满意的结果.Ansys软件使得我们能够灵活自由的进行各种实际工程问题的优化分析与设计,为我们提供了一种科学的、有效的解决结构优化问题的途径.3.将三维实体模型应用于结构优化设计中,减小了将实体模型简化为杆件元所带来的人为偏差;利用截面的应力分布来计算截面的内力,对结构进行优化设计,取得了一定的成果.4.结合遗传算法编制了空间刚架优化程序,在某一范围内解决离散变量的优化问题; 5.利用两种优化方法从不同的角度对结构进行优化,结果得到了互相验证.6.从优化的结果来看,在水荷载和预应力荷载作用下结构应力达到最优值,各个纵梁的底部应力分布比较均衡,相对位移较小,刚度分配比较均衡;由于纵梁高度的降低,侧墙充分发挥了的竖向承载能力;