基于气动优化算法的高层建筑外伸肋板布局优化研究

来源：振动与冲击杂志2025年第12期北京时间：

作者：刘锦阳96585，回忆，杨庆山，徐亮

单位：1.重庆交通大学河海学院，重庆 400074；2.重庆大学土木工程学院，重庆400045；3.苏州科技大学土木工程学院，江苏 苏州215011

摘要：研究表明外伸肋板作为一类有效的气动优化措施，能显著减弱高层建筑上的风荷载，但实际工程中最小风荷载下外伸肋板的优化布置尚未阐明。传统的数值模拟和风洞试验方法只能获得有限的肋板布局优化方案，且优化过程费时费力。因此，本文利用结合大涡模拟（LES）、反向传播神经网络（back propagation neural network BPNN）和非支配排序遗传算法（NSGA-II）的多目标优化程序，评估最小风荷载对应的外伸肋板最优布局参数。结果表明，BPNN代理模型可以快速得到肋板布置参数与目标风荷载间复杂的非线性关系，模型上的总荷载和不同位置肋板上荷载的变化趋势明显差异，迎风面板和上游侧面板上的荷载和模型上的总升、阻力趋势相反，由于涡脱影响，下游侧面板和背风面板上的荷载更加复杂。遗传算法NSGA-II可以有效评估多目标风荷载之间的最优平衡解。肋板的最优布局参数，即位置参数b/D和外伸长度d/D的范围分别为0.14-0.17和0.073-0.077，b/d的比值约为2。最优布置参数能更好的平衡模型和肋上的风荷载，为工程师或者设计人员在使用外伸肋板抗风设计时提供参考。<br>

关键词：高层建筑；外伸肋板；多目标优化；风荷载；最优布置