结构设计优化设计技术与其在房屋结构设计中的应用

人们物质需求及市场价格变化使得建筑的成本攀升,利用结构设计优化的方法对建筑结构进行优化设计是实现资源最大化的重要手段,本文建立了结构设计优化设计方法的模型及计算方法,同时强调了其在房屋结构设计应用中的注意事项,在建筑实践中具有极强的可操作性,同时结构设计优化也给建筑市场的发展带来了深远的意义。     

住宅建筑结构优化设计的探讨

优化设计是减少住宅建筑结构建造成本的重要手段之一。本文首先分析了住宅建筑结构优化设计的必要性,总结了住宅建筑结构优化内容,并从不同角度探讨了住宅建筑结构优化设计的方法。     

有关建筑结构设计的优化设计的分析

随着建筑成本的增加,建筑结构设计的优化也被提上议事日程.通常意义上,建筑结构的设计应考虑工程成本以及建筑自身后续的管理与维护,还要尽量满足客户对建筑的苛刻需求.该文首先论述建筑结构优化设计的若干项要求,接着就结构的优化设计提出可行性的见解.     

基于改进模拟退火算法的建筑结构抗震优化设计

针对“大震不倒”的抗震设防目标．提出一种在强震作用下建筑结构的优化设计方法．依据“用相同的投资获最好的设计”的设计理念,建立以建筑结构最大的层间位移最小化作为优化目标,同时满足体积约束的优化数学模型．采用动力有限元分析模型和高效的显式动力分析方法对强烈地震波作用下的结构进行分析,获得最大的层间位移;采用改进的模拟退火算法求解优化数学模型,设计了一种产生可行解的状态发生器．由该状态发生器产生的新状态均满足所有的约束条件;在显式动力分析软件ANSYS／LS-DYNA的基础上进行二次开发,实现了一个三维框架结构的抗震优化设计．数值算例表明,该方法能获得较高质量的解,具有现实的工程意义．     

结构设计优化在建筑设计中的应用

文章描述的是先用结构设计优化理论方法对建筑结构进行优化设计,得到优化设计后的模型和计算方法,在建筑房屋设计中强调其结构设计特点。将结构设计的理论与实际相结合,节约了建筑成本。在建筑实践中具有很好的操作性,为我们结构设计优化理论应用于建筑行业奠定了基础,具有深远的理论价值和实践意义。     

某框—剪结构的分部优化设计

从结构优化设计理论和结构控制理论的观点出发,针对某办公楼建筑结构的特点及抗震设计的要求,提出了高层框架—剪力墙抗震设计的优化和控制策略,使结构受力合理,降低了材料消耗。结果表明,综合应用优化设计和结构控制理论是降低高层抗震设计经济指标的可行途径。     

水下隧道结构优化设计

基于现代设计理论,研究水下隧道结构断面的优化设计问题.建立以隧道结构断面关键几何尺寸为设计变量,隧道结构造价最低为目标函数,隧道建筑限界、抗浮稳定以及隧道应力为约束条件的优化设计数学模型,采用ANSYS有限元优化软件进行寻优搜索,求得隧道结构断面尺寸的最优设计方案.优化设计方案与原设计方案相比,隧道结构断面面积减少了16%,应力分布更为均匀,变形显著减小,且满足抗浮稳定安全的要求,表明隧道结构优化设计方案经济合理、安全可靠.     

浅论建筑结构优化设计基本原则

结构优化设计不应仅仅在结构本身，而是应包括建筑的各方面，比如，提高建筑空间利用率、增加建筑投入使用后的舒适度和提高建筑的经济效益（性价比）等。为此，科学地确定建筑结构优化设计几项基本原则并有效地按照这些基本原则去进行建筑结构设计，是非常重要的。     

钢筋砼框架结构的系统可靠性优化设计

推导了钢筋砼结构可靠性优化设计所需的约束条件和目标函数，并建议通过求主要破坏机构来计算结构系统的可靠度，在采用分部优化策略的基础上，实现了结构系统可靠性分析与结构优化设计的有机结合，并将该方法和确定变量的现行设计方法进行了比较，指出了钢筋砼框架结构的系统可靠性优化设计的优点，为工程设计和修订规范提供了理论依据。     

复合材料屋面板轻量化设计

将玻璃纤维复合材料(Glass Fiber Reinforced Plastic,GFRP)应用于建筑屋面板,为了降低造价和质量,对复合材料屋面板的铺层厚度进行优化.基于Optistruct求解器,采用数学规划法,结合屋面板设计需求,确定设计变量、约束条件和目标函数,建立屋面板优化模型.通过控制复合材料失效因子和板的屈曲因子,约束结构位移,以质量作为目标函数开展优化设计.分析优化前后板的力学性能可得:在满足屋面板刚度的要求下,实现了结构的轻量化.     

基于MATLAB的圆柱齿轮减速器优化设计

优化设计是将最优化理论和计算技术应用于设计领域,为工程设计提供一种重要的设计方法。在对圆柱齿轮减速器优化设计分析的基础上,建立了圆柱齿轮减速器的优化设计数学模型,选取了合理的设计变量,并且确定了合适的约束条件,采用遗传算法来求解该优化设计问题。利用遗传算法优化得到的优化解与罚函数优化得到的优化解进行对比,差别较小。优化结果表明,利用遗传算法进行工程结构中的优化设计,优化方法可靠有效,能够使实际设计效率得到明显的提高。     

基于铺层参数的复合材料耐压壳协同优化设计

在给定的材料性能条件下,以耐压壳纤维体积分数和层合板厚度为设计变量,以结构质量最小为优化目标进行复合材料耐压壳的布局优化;以铺层参数作为优化变量,综合考虑结构的稳定性及其材料强度,实现了结构铺层方式的优化设计;通过协调各子系统优化结果,实现了适用于潜水器复合材料耐压壳结构/材料一体化的协同优化设计.结果表明:耐压壳结构质量较优化前的降幅为20.57%,临界失稳压力为30.78MPa,失效指数为0.675,优化结果达到预期效果.所提出的基于铺层参数的协同优化方法能够对复合材料耐压壳进行优化设计,解决了直接以铺层角作为设计变量的优化效率低的问题.     

基于拓扑优化的电动汽车白车身优化设计

针对电动汽车的独特承载要求,提出一种结合拓扑优化和车身尺寸优化的优化设计方法.以某型电动汽车为实例,通过建立白车身拓扑优化模型、有限元概念模型、尺寸优化模型和样车制造,进行了从整车拓扑结构到车身梁截面的优化设计过程,实现了电动汽车白车身的正向设计.在优化过程中采用遗传算法,以弯曲刚度和扭转刚度同时作为优化目标,白车身质量最小作为优化约束,选取了灵敏度较高的梁作为变量进行多目标优化.通过与样车参数的比较表明,该方法能够满足设计和工艺要求,实现轻量化设计,对提高白车身设计效率和精度有着重要的意义.     

某高层框—剪结构优化设计策略

针对高层钢筋砼框架—剪力墙结构 ,提出了高层框—剪结构的三阶段分部优化设计策略 ,设计结果使结构整体内力分布更均匀、设计更合理 ,并结合某高层建筑结构的设计进行了实证。结果表明 ,经济效益显著 ,该结构优化设计的结果可作为同类建筑结构设计的参考。     

房屋建筑结构设计中优化设计的理念探析

房屋建筑结构设计对于建筑施工来说有很重要的作用,长期以来,房屋建筑结构设计的不断优化可以有效地保证建筑的安全感和舒适度,优化设计以及满足住户的要求是进行优化设计的本质所在,也是进行建筑的目的性所在。正是基于当前建筑结构设计领域的现实状况,充实和完善结构设计的优化性设计理念。     

桁架结构优化设计专家系统的研究

提出了含有逻辑变量的桁架结构优化的数学模型,该模型包含有桁架类型这一逻辑变量,把结构优化分成两步来求解.通过对不同结构类型的桁架进行优化设计,初步完成了对桁架结构优化设计的知识采集,总结出了一系列构建桁架结构优化专家系统知识库的规则.桁架结构优化设计专家系统中的知识通过产生式规则来表示,建立了基于规则的多叉树,用于实现对桁架结构类型的选择.利用产生式专家系统语言CLIPS实现了桁架结构优化决策树的推理及运行.     

数字技术下的大空间建筑围护体系优化

目的提出数字技术的层级优化模式和大空间建筑围护体系优化的系统方法,实现大空间建筑的可持续发展目标.方法综合应用参数化设计、建筑性能分析及建筑信息模型(BIM)等数字技术,按照"模拟分析-模型建构-优化筛选"的基本步骤,对大空间建筑围护体系进行形体适应性、结构逻辑性和界面透过性优化.结果层级优化模式实现了参数化设计、建筑性能分析及建筑信息模型的协同与整合,可显著提高优化效率及精确度.在此基础上进行的形体适应性、结构逻辑性及界面透过性优化分别从不同方面增强了大空间建筑围护体系的功能性、生态性及经济性.结论数字技术在大空间建筑围护体系优化中优势明显,效果显著,对建筑设计及施工均有积极意义,是实现大空间建筑可持续发展的有效途径.     

钢筋砼框架结构的可靠性优化设计研究

提出了一种融结构可靠性分析与结构优化设计于一体的钢筋砼框架结构的可靠性优化设计方法。利用优化技术对传统的概率网络估算技术（PNET）进行改进,通过考虑代表机构之间的相关性,使寻找代表机构和计算结构体系失效概率的方法得到了简化。在分部优化策略的基础上,导出了钢筋砼梁、柱结构可靠性的约束公式,建立了钢筋砼框架结构基于可靠性优化设计的。设计计算结果表明,这种方法实现了结构设计的安全性和经济性的平衡,不仅适用于钢筋砼框架结构,而且还可用于其他钢筋砼结构。     

基于ANSYS的抽油杆检测壳体壁厚优化设计

为了以最少的原材料满足结构强度、刚度要求,运用功能强大的有限元分析软件ANSYS对抽油杆检测壳体的厚度进行了优化设计,得出了合理的结构形式和优化尺寸,实现了结构轻量化的目标.结果表明,运用ANSYS进行优化设计问题的求解,可以很大程度上减少设计成本,使产品设计更为科学合理.     

基于分布估计算法的建筑结构设计优化

建立了以质量最小为目标的建筑结构优化数学模型,解决具有应力约束和截面尺寸约束的离散变量结构优化问题.通过统计方法构建个体空间分布概率模型,随后依据此模型随机抽样生成新的群体,实现群体的进化.仿真结果表明分布估计算法求解建筑结构优化设计问题是可靠有效的,搜索能力更强,收敛性能更佳,为解决建筑结构优化问题提供科学的参考.