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《西安建筑科技大学》 2001年
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高层建筑结构优化设计的研究与软件开发

谭俊清  
【摘要】:优化设计是把最优化数学原理应用于工程设计问题,在众多的设计方案中寻到尽可 能完善的或最适宜的设计方案的一种现代设计方法。优化设计集专业设计理论、数学最优 化方法和计算机技术于一体,为工程设计提供了一种重要的科学设计方法,能够大大提高 设计效率和设计质量。工程学科必须面向经济建设,优化设计作为工程设计的最终目标是 毫无疑义的。 优化是合理化、科学化、满意化,是一个系统分析、系统综合、系统检验的反复交叉 过程,是一个永无止境的过程。优化设计通过对问题的识别、定义、模型化、寻优求解以 及对解的评价等形成一个完整的概念框架,在航空航天、核工业、机械、水利等方面得到 广泛应用,高层建筑投资大、建设周期长,对其进行优化设计以期获得最优结构方案并节 约投资,一直是结构设计人员所努力的。但是由于设计变量、约束条件、计算量过于庞大 等原因,其成果还较少应用于工程实际,目前远远落后于理论进展。 随着优化理论为设计人员所熟悉,必将带来一场设计概念的革命,传统的设计是基于 试验纠错方式的,即对经验给出的结构方案进行校核,使其满足各种约束条件,在多种方 案中选择一种较满意的作为最终结果。而优化设计是用系统的、有目的定向的标准的设计 过程来获得最优的结果,结合CAD技术还可以实现自动设计,真正实现“设计”而不是 “校核”。 本文提出的改进型离散变量组合形算法以及研制开发的结构优化设计程序可用于任意 力学模型高层建筑结构优化,具有计算速度快,计算稳定,结果可靠的特点,可以实现自 动优化设计,使结构设计更合理、设计效率更高,进而带来较好的社会效益和经济效益。 该程序可直接用于工程设计; 文中给出了的框架结构的优化例题,优化效果显著。文中还对高层建筑结构整体形状 优化进行了探讨,对结构平面、立面形状布局优化具有实践意义。
【学位授予单位】:西安建筑科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2001
【分类号】:TU973.3;TU311.41

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