多层密肋壁板结构造价优化设计方法研究-结构工程专业论文.docxVIP

西安建筑科技大学硕士学位论文 西安建筑科技大学硕士学位论文 PAGE PAGE 3 肋m、 固1.2 密肋复合堵体示意固 密肋壁板结构独特的构造特点使其承力体系的三部分构件:砌块、肋格及外框 能够在小震、中震及大震作用下依次发挥主要作用，分阶段释放地震能量，具有多 道抗震防线，是一种基于结构地震反应控制技术的新型耗能减震结构体系。密肋壁 板结构体系包括多层密肋壁板结构、框支密肋壁板结构及中高层密肋壁板结构等多 种结构形式，可以广泛地应用于城镇居住建筑及农村建筑。 然而，在进行结构设计时，如何在满足一定要求的条件下，因地制宜、合理的 选择结构方案，以获得较好的技术经济指标就显得尤为重要，这也就是如何做好结 构的优化设计问题。 1.2 结构优化设计研究现状 1.2.1 结构优化设计与传统结构设计的比较 l、传统结构设计 首先根据同类型结构的已有经验，加上设计者的判断，拟出初步方案，然后进 行结构的强度、刚度和稳定性的计算分析。之后再根据对有关结果的分析来修改原 设计方案，再对修改后的方案进行计算分析，然后再修改设计。以上步骤重复进行， 直到得出满足所有要求的令人满意的设计方案。这种方法所得的最终方案实际上是 受设计者的经验和判断力影响较大的较优方案 。它的选定并非全由工程客观条件所 决定的，而是伴随着 一定程度的主观随意性。对于不同的设计人员，即使在相同的 工程客观条件下，也完全有可能得出不同的设计方案。 传统的结构设计，实际上是结构分析，其过程大致是假设-分析-校核-重新 设计例。进行重新设计的目的也是要选择 -个合理的方案，但它只属分 析的范畴， 且只能凭设计者的经验做很少几次重复以通过校核为满足。 2、结构优化设计 结构优化设计中所有参 与计算的结构的参数都以变量的形式出现，在满足规泡 和规定的前提下，形成全部可能的结构方案域。结构优化设计就是利用数学手段， 按设计者规定的要求，从域中选出一个可行且最好的设计方案。结构优化设计采用 一定的结构分析方法，以数学规划等数学方法为计算手段，以现代高速计算机为计 算工具，得出最优可行设计方案。优化设计的过程类似于传统的结构设计，但是由 于计算机的使用，使其具备了高速的特点。而且随着优化算法的发展，优化设计的 过程又具备了灵巧性的特点。利用优化算法， 只要通过有限次的计算，就能使结构 设计方案逐渐改善，趋于合理。可以说结构分析方法，电子计算机和优化算法是进 行结构优化设计的三个重要条件。 结构优化设计实际上指的是结构综合，其过程大致是假设一分析一有哪些信誉好的足球投注网站一优化 设计闷。有哪些信誉好的足球投注网站过程也是修改设计的过程，这种修改是按一定的优化并法使设计方案 达到最佳的目的，是一种主动的、有规则的有哪些信誉好的足球投注网站过程，并以达到预定的最优 目标为满足。结构设计的最终目的就是在给定荷载的条件下得到在技术上和经济上 合理的设计方案，结构优化的任务就是在给定的条件下从众多可行的方案中寻求优 化的方案。 结构优化设计大体上可分为三个阶段(11) ? 第一阶段建立数学模型，把一个工程结构的设计问题变成 一个数学问题， 第二阶段选定一个合理的、有效的计算芳法; 第三阶段编制通用计算程序，通过最优判断(是否达到指定条件) ，来按某种规 则进行修改，最终达到设计所要求的最优条件。 综上所述，与传统设计方法比较，优化设计具有如下优点:优化设计是在采用 其基本方法即优化方法的基础上，在满足各种设计要求的前提下，在众多的设计方 案中优选出使某项指标最佳的 一个设计方案;将优化方法应用于设计，不仅可以大 大地缩短设计周期，显著地提高设计质量 ，而且还可以解决传统设计方法无法解决 的复杂问题;数学方法和理论的使用可以使设计方案向着安全、合理、经济的方向 发展，也使得优化问题的结果令人可信:计算机的使用使工程优化问题可以考虑许 多相关因素，问题可以更接近 于真实情况，所获得的结果更具有使用价值，也更精 确。这些都是传统设计方法无法比拟的。 无论传统结构设计还是结构优化设计，目的都是为了使结构既满足使用要求， 又安全可靠，只是结构优化设计更侧重于使结构达到最轻或最经济。结构优化设计 与传统的结构设计采用的是相同的基本理论，使用的是同样的计算公式，遵守的是 同样的设计规范、规程和构造规定，因而具有同样的安 全度(12)。 1.2. 2 结构优化设计数学模型 西安建筑科技大学硕士学位论文 西安建筑科技大学硕士学位论文 建立数学模型，即把工程实际问题用数学表达式表示，包括选定设计变量，选 择目标函数，建立约束方程等内容。 1、设计变量 优化设计过程中所要选择的描述结构特征的章，称为设计变量 (ll]。一个结构的 设计方案是 由若干个量来描述的，这些量可以是结构构件的截面尺寸，如