大型物流货架复杂结构的抗震防灾性能分析研究是工程应用中一个十分重 要且难度较大的课题，它的研究对推动大型立体仓库在我国的发展、保障结构的 可靠性、提高结构的经济性、维护人民生命财产安全具有重要的理论与实用意义。 本论文对大型物流货架的结构形式作了全面细致地论述，系统研究了大型物流货 架结构的静动力特性及地震响应分析方法，并结合数学工具提出了一种结构优化 的新策略。其主要研究内容及创新点摘要如下： 首先，在完成大型物流货架结构有限元建模的基础上，对大型货架结构体系 在承受竖向载荷下的线性静力性能及水平载荷下的非线性静力性能进行了详尽 分析。特别针对结构设计中影响侧移的主要荷载——风荷载，应用非线性静力分 析方法，考虑结构几何非线性，引入结构侧移、层间相对位移、构件轴力、和材 料效率指数等评价指标对大型钢框架结构的抗侧性能做了全面的分析研究。另 外，分析了货架主要构件设计参数的变化以及拉杆不同的布置形式对结构性能的 影响。 深入研究了货架结构稳定性的各项影响因素。以屈曲分析理论为基础，对货 架结构的关键部件进行了稳定性分析，并据此深入研究了构件尺寸的变化以及构 件的布置形式对于货架结构稳定性的影响。 首次将超级有限元法引入大型货架结构的分析过程。大型物流货架结构体系 单元众多，节点自由度数量庞大，在进行非线性或动力计算时存在计算时间过长 或受到计算机容量限制的问题。为了清晰、准确地得到大型货架结构的动力特性 规律，在对大型货架结构不同的计算模型进行基本固有特性分析的基础上，应用 超级元方法对结构中的主要构件进行参数分析，从而得出了一些有益于结构合理 设计的结论。 地震响应分析是大型物流货架结构分析中的难点之一，本文对货架结构地震 响应的谱分析及非线性时程分析方法进行了研究。在谱分析中，比较了底部剪力 法与美国货架制造业协会的地震响应分析方法的异同，深入研究了多维地震输入 下的结构响应，并对构件设计参数改变对地震响应的影响作出了探讨。研究了货 架结构的非线性地震响应时程分析方法，并据此对地震响应的控制方法进行了探 讨。比较了在常遇地震作用下时程分析方法与反应谱法分析结果间的差异，进一 步验证了超级元分析方法的可行性。并以粘弹性阻尼器为例，探讨了有效提高结 构抗震性能、减小地震响应的控制方法。 针对货架结构的设计优化，本文提出了基于遗传算法和神经网络的结构优化 策略和方法，并成功地应用于货架的结构参数优化。用神经网络学习算法建立货 架结构设计参数与结构质量、结构最大应力、最大位移等的非线性全局映射关系， 获得遗传算法求解结构优化问题所需的目标函数，用遗传算法进行优胜劣汰的寻 优搜索运算，求出最优解，为货架结构的优化设计开拓了一条新的途径。 关键词：大型物流货架复杂结构，抗震防灾，静动力性能，谱分析，非线性时程分析，结构优化，神经网络与遗传算法