建筑结构最优设计及其数学规划方法(二)

一个实际工程问题,往往对其数学规划中的变量。函数及其相互关系提出某些特殊要求,例如要求变量是离散的或者随机的,函数为某种特殊多项式,或者各部函数之间满足一种逆归关系等。我们把这类问题称为特殊的数学规划问题,以便与前述的一般非线性规划问题相区别。当然线性规划问题也可算作是一种特殊的规划,但由于它的简单性和普遍性不在这里考虑。属于结构设计中遇到的特殊规划有整数规划、几何规划、动态规划以及随机规划等,这些方法在建筑结构设计中的应用还研究得很不充分,但表明很有潜力,现按发展情况有区别地加以介绍。     

钢筋混凝土刚架的最优设计

本文首次采用广义最优性准则设计钢筋混凝土刚架,并建议了区别有效约束和无效约束的“分组穷举” 法.在上述方法的基础上,我们编制了钢筋混凝土刚架优化设计的G HKY—84微电子计算机程序(FO RTAN77),把有限单元技术与准则优化技术结合为一整体.对于普通刚架结构,经过三、四次迭代,需机时十分钟左右即可获得满意的结果     

建筑结构最优设计及其数学规划方法(一)

结构设计的任务是在满足强度、刚度以及稳定性的前题下,寻找一个材料最省或者费用最小的结构方案。但是,在电子计算机出现以前,这是难于精确办到的。由于设计问题涉及的因素和包含的变量太多,很难用手算的方法给予解决。其次,也缺少一种科学的、系统的设计方法。 迄今为止,多数的结构设计仍然是首先凭借直觉或者经验提出一个方案,然后通过力学分析对它进行校核,根据校核的结果再进行修改,如此重复二、三次,直至找到满意的结构方案为止。     

考虑寿命周期循环费用的预制混凝土结构可靠性优化设计

本文考虑建筑物从设计、生产、建造、使用、维修直到最终破坏整个寿命周期循环的费用变化过程,建立了一个基于可靠性的预制混凝土构件／结构的最小寿命周期费用优化设计决策模型。