摘要：針對三維空間剛架布局優(yōu)化問題,以七自由度節(jié)點梁柱單元二階彈性理論推導(dǎo)考慮構(gòu)件幾何非線性和截面翹曲變形的非線性剛度矩陣,通過整合梁柱單元非線性剛度矩陣對剛架結(jié)構(gòu)進行整體的二階彈性分析,建立滿足剛架結(jié)構(gòu)強度、剛度和穩(wěn)定性要求的布局優(yōu)化數(shù)值模型;并針對復(fù)雜剛架結(jié)構(gòu)布局優(yōu)化數(shù)值求解問題,改進遺傳搜索算法(GA),提出可靠拓撲和引導(dǎo)型遺傳算法雙向控制方法(KLGA).該方法一方面將拓撲變量從布局設(shè)計變量中分離,以構(gòu)件重要度評定結(jié)構(gòu)可靠拓撲變量組合,再與設(shè)計變量整合;另一方面將結(jié)構(gòu)特有的引導(dǎo)信息加入算法中,為GA提供全局最優(yōu)解的指引路徑.通過兩種典型的剛架算例表明二階效應(yīng)模型和KLGA算法的可行性和有效性,例如算例2中基于二階效應(yīng)模型的KLGA得到的最優(yōu)結(jié)構(gòu)質(zhì)量比GA減輕了24.5%,波動幅度從9.61%提升到1.39%,算法更加穩(wěn)定.