模块化钢结构建筑平面布局方案智能生成式设计方法

常明媛; 朱劭骏; 陈韬; 陈琛; 钱昆; 王一凡

doi:10.13969/j.cnki.cn31-1893.2024.02.009

建筑钢结构进展 ›› 2024, Vol. 26 ›› Issue (02) : 83 -89+103. DOI: 10.13969/j.cnki.cn31-1893.2024.02.009

模块化钢结构建筑平面布局方案智能生成式设计方法

常明媛, 朱劭骏, 陈韬, 陈琛, 钱昆, 王一凡

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摘要

为研究模块化钢结构建筑平面布局方案的智能生成式设计方法，分别基于平面可行域的有限离散化、不同的变量定义方法、约束条件和目标函数，形成了多目标非线性约束整数规划问题和线性整数规划问题，并分别提出了基于遗传算法和平面密铺算法的求解方法。通过一例基于L形平面可行域的数值算例，阐释了所提出方法的可行性和有效性。数值算例结果表明，在相同目标函数下的模块化钢结构建筑布局方案最优解不唯一；基于遗传算法的智能生成式方法可在较小的计算代价下得到较优的可行解，并可为模块单元尺寸的选型提供依据；基于平面密铺算法的智能生成式方法适应于不同的模块单元集，并在给定模块类型的基础上给出模块单元总数最低的布局方案。通过对比2种智能生成式方法的寻优结果，建议采用基于遗传算法的智能生成式方法初步确定模块单元的尺寸，并进一步结合2种智能生成式算法求解不同的最优平面布局方案。