大跨度房屋加层的结构设计

介绍了房屋增层结构形式的选择，针对工程实际采用了外套框架结构，以层间杵架代替框架大梁，工程实啃有明，此方法比一般常规框架横梁更经济，更合理。     

基于遗传算法的多层密肋壁板结构优化设计方法研究

鉴于目前密肋壁板结构的优化设计研究仍处于构件阶段.在课题组前期研究的基础上,针对多层密肋壁板结构,进行了以造价最小为目标的优化设计方法研究:提出了结构的优化设计原理;建立了密肋复合墙体造价优化设计数学模型,并采用遗传算法对其进行计算,最后给出了计算算例.理论分析与计算结果表明:提出的多层密肋壁板结构优化设计方法合理、可行,优化效果显著,具有一定的工程实用意义.     

多肢剪力墙—框架结构抗震优化设计

提出了一个多肢剪力墙－框架结构体系的抗震优化设计数学模型，该模型既考虑了结构整体约束，又考虑了构件上的局部约束，利用了基于解析公式的结构抗震分析新方法，以减少整体优化的计算量，通过作者编制的ＷＦＥＲＯＤ－Ｉ程序计算的工程实例计算，表明其方法是可行的。     

矩形渡槽结构优化设计

建立了矩形渡槽结构优化设计的物理、数学模型,采用先进的混合离散变量优化技术,研制了结构优化设计程序,实现了矩形渡槽优化设计。最后以某工程为例,说明了理论方法的工程应用及重要意义。     

预应力U型渡槽结构的优化设计

建立了预应力U型渡槽结构优化设计的数学模型和物理模型,采用混合离散变量优化设计方法,研制了结构优化设计程序,实现了预应力U型渡槽的结构优化设计。以某工程为例,说明了该方法的经济有效性。     

基于地震均匀损伤的钢筋混凝土框架结构新型侧向力模式

结构在强震下形成均匀损伤状态时,各楼层的层间侧向变形近似相等、损伤大小相同,结构各部位的材料性能均得到充分发挥,易于形成整体化的屈服模式和耗能机制.基于优化准则法,考虑结构的整体损伤和局部损伤大小,构建了钢筋混凝土框架结构地震均匀损伤优化设计程序;基于非线性温克尔地基梁模型(BNWF),建立了能够考虑土-结构动力相互作...     

框架结构体系可靠度的最优分配

本文采用框架结构的层间失效模式，将框架结构看作是一个失效相关的串联体系，建立了框架结构体系可靠度的计算模型。同时，在结构体系可靠度一定的条件下，以层间刚度作为优化变量，对框架结构进行可靠度的最优分配，使整个结构的造价最低。这样的设计方法可以充分发挥材料的抗力，达到节省材料的目的，显然，本文方法是对现有工程结构可靠性设计方法的一种改进。     

寒冷地区模块化钢框架结构多目标优化设计方法

针对寒冷地区模块化钢框架结构节能性与经济性之间的矛盾问题,对模块化钢框架结构能耗和成本两个设计目标进行同步优化研究。根据模块化钢框架结构的特点进行参数化设计研究,提出在不同建筑尺寸下模块化钢框架结构的BIM模型自动建模方法;在Energyplus建筑能耗分析软件计算数据的基础上,采用多种机器学习算法进行建筑能耗预测,建立一种高效精确的建筑能耗预测模型;联立建筑能耗预测模型和建筑成本计算公式,在满足结构承载力的约束条件下,基于NSGA-Ⅱ算法进行模块化钢框架结构能耗和成本的多目标优化设计,生成帕累托最优解集。多目标优化设计方法解决了模块化钢框架结构“能耗+成本”的多目标一体化设计难题,推动了模块化钢框架结构的智能化升级,实现了模块化钢框架结构设计的快速高效化。     

框架结构体系可靠度的最优分配

本文采用框架结构的层间失效模式，将框架结构看作是一个失效相关的串联体系，建立了框架结构体系可靠度的计算模型。同时，在结构体系可靠度一定的条件下，以层间刚度作为优化变量，对框架结构进行了可靠度的最优分配，使整个结构的造价最低。这样的设计方法可以充分发挥材料的抗力，达到节少材料的目的，显著，本文方法是对现有工程结构可靠性设计方法的一种改进。     

机床结构优化方法初探

本文针对具有静、动态性能约束条件的机床结构优化设计问题,分析了结构优化的搜寻方法和优化准则方法各自的特点,并对优化准则方法中的试凑过程提出了改进意见。通过机床主轴的有限元—优化设计计算实例,说明改进后的优化准则方法不但使计算程序得到简化,同时总的再设计迭代次数也进一步减少。本文为采用此种方法,对形状复杂的机床结构进行有限元—优化设计,提供了必要的依据。     

减震结构粘滞阻尼器参数优化分析

研究了基于响应面法进行减震结构非线性粘滞阻尼器参数优化设计的方法,该方法包括试验设计、有限元分析、响应面函数拟合和参数优化。以一榀钢筋混凝土框架结构非线性粘滞阻尼器参数优化为例,以所有粘滞阻尼器提供的阻尼力之和最小为优化目标函数,层间最大位移限值作为约束条件,建立粘滞阻尼器参数优化的数学模型,然后运用非线性规划优化方法进行参数优化。算例研究结果表明:基于响应面法进行粘滞阻尼器参数优化,既能保证结构层间位移小于限值,又能降低建造成本。     

新型多面体空间刚架结构的建模方法研究

简单介绍了气泡理论及多面体空间刚架结构构成的基本原理,并重点研究了这类新型空间结构的建模方法.在分析通用图形软件的实体作图法建模存在的主要问题及其原因的基础上,提出基于数学解析的嵌填式建模方法,编制了相应的程序,并成功应用于北京奥运会国家游泳中心"水立方"结构.研究表明,实体作图法只适用于中小型多面体空间刚架的建模,而嵌填式方法对于大型多面体空间刚架的建模具有很高的效率.
关键词：多面体空间刚架结构;气泡理论;嵌填式方法     

带式输送机支架的有限元分析与结构优化设计

建立了带式输送机头部支架的有限元力学模型,完成了头部支架有限元结构分析。利用ANSYS软件的APDL参数化语言,创建了优化控制文件程序（ODPST）,完成了头部支架的结构优化设计,取得了合理和满意的设计结果。     

钢筋混凝土框架结构优化设计

就钢筋混凝土框架的优化设计进行了深入的探讨。为便于工程设计者易于接受优化的概念,使用方便,在研究中选择了优化设计的准则迭代法。在优化软件的研制中使输入数据尽量少,让程序自动形成结构的有关数据库,并进行荷载的组合,按照国家现行设计规范进行优化设计。在优化过程中,分别选择了梁的截面高度和柱的截面宽度作为设计变量,经迭代收敛后,给出各种构件的截面优化尺寸和相应的配筋量。文中给出了框架的优化设计软件。经工程实例的考核证明,优化设计的框架比原设计方案节省造价30％以上。     

双目标优化与生成对抗网络结合的框架结构阻尼器布置方案智能设计方法

为实现框架结构的阻尼器智能化布置,结合减震设计原理和智能算法,采用双目标优化算法和生成对抗网络算法分别进行阻尼器竖向和水平智能布置研究,并将该方法应用到两个框架结构减震设计工程案例中。在框架结构减震设计中,采用双目标优化算法进行阻尼器竖向布置,并与逐层逼近法、工程师设计和非减震设计进行对比,结果表明,采用该优化算法得到的阻尼器竖向布置方案能有效降低层间位移角和楼层加速度,提高结构的抗震性能。在确定各楼层的阻尼器数量后,利用训练好的生成对抗网络生成模型,可快速、自动地选择和确定各楼层阻尼器的平面安装位置,生成的平面布置与工程师设计的平面布置在相似性差异度综合评价指标上小于临界值0.1,说明两者相似度较高,且有利于提高原结构的抗扭能力。将双目标优化算法与生成对抗网络相结合,不仅能满足框架结构的减震性能目标,而且可实现阻尼器布置方案的智能设计,提升减震工程设计效率。     

某型载货车车架结构的优化设计

在某型载货车车架的概念化设计的基础上,以有限元结构分析和优化算法相结合为手段,对横梁和纵梁的截面尺寸进行优化,建立了车架的力学模型,优化参数模型,优化数学模型,有限元模型,采用ANSYS参数化设计语言编制了优化设计程序,用ANSYS软件中的零阶优化方法获得最优设计。计算结果表明该优化设计方法的有效和高效,该方法可广泛应用于车架的优化设计工程。     

Improving the design of reinforcing frames by simulating the arch and peltate venation structures

Based on the analyses on arch and peltate venation structures, the design of reinforcing frames was improved. First, distribution rules of the arch structure were summarized. According to the load condition and the structure of the frame, a mechanical model of arch structure was devel- oped, and two solutions for the model were analyzed and compared with each other. Through the a- nalysis, application rules of arch structure for improving the design were obtained. Then, distribu- tion rules of peltate venation structure were summarized. By using the same method, application rules of peltate venation structure for improving the design were also obtained. Finally, mechanical problem of the frame was described, and rib arrangement of the frame was redesigned. A parameter optimization for the widths of ribs in bionic arrangement was also carried out to accomplish the im- proving design. Comparison between bionic and conventional reinforcing frames shows that the weight is reduced by as much as 15.3%.     

基于构件重要性系数的结构整体优化设计系统

在开发钢框架CAD系统的基础上通过对满应力优化算法的改进与拓展,将浮动应力指数法用于空间钢框架的优化设计;在结构整体优化方面,拓展了空间梁单元基于刚度的构件重要性的评估方法,在满应力优化的基础上对构件的应力比限值进行不同层次的修正,以各杆的惯性矩作为设计变量,每次迭代进行一次内力分析,然后走一个满应力步,根据相关的应力比结果进行位置移动,并最终收敛到优化的较优解.理论推导和算例表明,所给出的方法能够有效地反映结构中存在的薄弱环节,为结构实用优化技术的实现提供了必要的理论依据.     

复合材料空天结构多目标优化设计方法研究

针对空天用智能复合材料结构,将振动控制性能指标、结构重量和固有频率作为目标函数,结构参数和控制系统参数同时作为设计变量进行优化,采用独立模态空间方法,综合考虑到压电材料的力-热-电耦合,对复合材料结构进行多目标优化设计。数值算例表明该方法的有效性。     

基于畸变比能全局化策略的应力拓扑优化

针对受体积约束的应力最小化连续体结构拓扑优化,提出一种改进的双向渐进结构优化方法. 使用Kreisselmeier-Steihauser函数建立畸变比能的全局化函数,以克服应力优化计算量大的难题. 利用伴随变量法求解单元灵敏度,并引入灵敏度过滤及修正方法稳定优化过程. 双向渐进结构优化方法通过逐渐增加和删除单元,使结构进化至最优构型. 3个典型的拓扑优化算例结果表明：提出的方法可有效提升应力拓扑优化的计算效率;与柔度最小化拓扑优化相比,使用适当的凝聚函数参数消除了结构中的应力集中效应,最优设计中的最大应力值较原设计有不同程度下降,提高了结构的强度. 双向渐进结构优化方法使用离散设计变量避免了应力奇异现象,拓扑优化结果的边界清晰.