基于遗传算法的最优桩长确定方案

科技   科学   2023-08-23 19:47   湖北  
全部一、需要解决的问题

根据已知条件、约束条件(如下所述),在python平台下利用遗传算法自动得到目标函数下(即混凝土用量最省)的 桩长L、桩径d(这两个也叫自变量)。

二、问题分析

A、已知条件

1、地质资料中的土层分布、桩基参数端阻、侧阻

2、上部结构柱底反力约为50000 kN

B、约束条件

1、控制桩基长径比(暂定80),避免桩长/桩径过大。

2、控制桩数(暂定每个承台小于12桩),避免造成承台几何尺寸过大,两柱之间承台冲突无法施工

C、目标函数

1、桩基混凝土用量最省。

三、代码实现

1、输入已知条件

Nk=50000#柱底反力kN

qs=[32,32.000,26.000,30.00,16.00,40,42.00,50,55,60,50] #侧阻kpa

qp=[0,0,0,0,0,1300,1000,1300,1300,1800,1100] #端阻kpa

soildepth=[3.100,5.300,2.90,6.40,8.6,1.10,7.4,3.8,12.8,10.2,30]#土厚

2、定义罚函数及目标函数

if(n>12):#定义罚函数,不允许桩数太多造成承台尺寸太大

    Vc=1000*Vp  #Vp为桩基混凝土量

  else:

    Vc=0 

  ZB=Vp+Vc#目标函数 为桩基混凝土用量

3、约束条件

constraint_ueq1=[lambda x: x[0]*1000/x[1]-80]  #长径比限值约束公式

4、遗传算法及桩基承载力计算

遗传算法库:from sko.GA import GA

桩基承载力  

5、运行结果:

最优参数取值(桩长、桩径): [ 59.77 ,800.   ] 

 最小用量m³: [360.56551543]

四、全部代码

全部代码如下:

Structure and Art
结构设计与艺术展现
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