引論：我們?yōu)槟砹?3篇優(yōu)化設(shè)計(jì)與優(yōu)化方法范文，供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時(shí)的寶貴資源，期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感，讓您的文章更具深度。
篇1
1.1 機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)的概念
機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)是指最優(yōu)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域的移植和應(yīng)用，是以最低成本獲得最高效益。其根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)理論、方法與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等建立能夠正確反映實(shí)際工程設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型，利用數(shù)學(xué)手段和計(jì)算機(jī)計(jì)算技術(shù)，在眾多的方法中快速找出最優(yōu)方案。機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)通過(guò)把機(jī)械問(wèn)題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問(wèn)題，加以計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，優(yōu)選設(shè)計(jì)參數(shù)，在滿足眾多設(shè)計(jì)目的和約束條件的情況下，獲得最令人滿意、經(jīng)濟(jì)效益最高的方案。目前，機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)已成為解決機(jī)械設(shè)計(jì)問(wèn)題的有效方法。
1.2 機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)研究的內(nèi)容
機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)主要研究的是其建模和求解兩部分內(nèi)容。 如何選擇設(shè)計(jì)變量、列出約束條件、確定目標(biāo)函數(shù)。其中，設(shè)計(jì)變量是指在設(shè)計(jì)過(guò)程中經(jīng)過(guò)逐步調(diào)整，最后達(dá)到最優(yōu)值的獨(dú)立參數(shù)。設(shè)計(jì)變量的數(shù)目確定優(yōu)化設(shè)計(jì)的維數(shù)，維數(shù)越大，優(yōu)化設(shè)計(jì)工作越復(fù)雜，但效益越高，所以選取適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)變量顯得尤為重要。約束條件即是對(duì)約束變量的限制條件，起著降低設(shè)計(jì)變量自由度的作用。目標(biāo)函數(shù)即是指各個(gè)設(shè)計(jì)變量的函數(shù)表達(dá)式，工程中的優(yōu)化過(guò)程即是指找出目標(biāo)函數(shù)的最小值（最大值）的過(guò)程。一般而言，目標(biāo)函數(shù)的確定相對(duì)容易，但約束條件的選取顯得比較困難。
2 機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)的一般思路與常見(jiàn)方法
2.1 機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)的一般思路
2.1.1 分析問(wèn)題，建立優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型
在機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)的過(guò)程中，首先需要通過(guò)對(duì)實(shí)際問(wèn)題的分析，選取適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)變量，確定優(yōu)化問(wèn)題的目標(biāo)函數(shù)和約束條件，從而建立優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型。
2.1.2 選擇優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，編寫程序
在設(shè)計(jì)變量、約束條件和目標(biāo)函數(shù)三大要素已經(jīng)確定，構(gòu)建好數(shù)學(xué)模型的情況下，編寫計(jì)算機(jī)語(yǔ)言程序。
2.1.3 分析結(jié)果，找到最優(yōu)方案
準(zhǔn)備必須的初始化數(shù)據(jù)，通過(guò)計(jì)算機(jī)數(shù)值計(jì)算，對(duì)比計(jì)算結(jié)果，在眾多的設(shè)計(jì)方案中選擇最完善或者最適宜的設(shè)計(jì)方案，使其期望的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)達(dá)到最高。
2.2 機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)中的常見(jiàn)方法
2.2.1 傳統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)理論方法
傳統(tǒng)機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)方法的種類有很多，按求解方法的特點(diǎn)可分為準(zhǔn)則優(yōu)化法、線性規(guī)劃法和非線性規(guī)劃法。準(zhǔn)則優(yōu)化法是指不應(yīng)用數(shù)學(xué)極值原理而是采用力學(xué)、物理中的一些手段來(lái)謀求最優(yōu)解的方法。常見(jiàn)的準(zhǔn)則優(yōu)化法有迭代法中的滿應(yīng)力準(zhǔn)則法等，其主要特點(diǎn)是直接簡(jiǎn)單效率高，缺點(diǎn)是只能處理簡(jiǎn)單的工程問(wèn)題。線性規(guī)劃法是指應(yīng)用數(shù)學(xué)極值原理，選取適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)變量和約束條件，求解目標(biāo)函數(shù)的一種方法。常見(jiàn)的有單純形法、序列線性規(guī)劃法。其優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)把實(shí)際工程問(wèn)題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)極值問(wèn)題的求解，使其直接、有效、精度系數(shù)高，缺點(diǎn)是工作量大。非線性規(guī)劃法同樣根據(jù)數(shù)學(xué)極值原理求最優(yōu)問(wèn)題，可分為無(wú)約束直接法、無(wú)約束間接法。有約束直接法和有約束間接法。其優(yōu)點(diǎn)是應(yīng)用范圍廣，可應(yīng)用于大、中、小型工程問(wèn)題，且都相對(duì)簡(jiǎn)單方便、可靠性高、穩(wěn)定性強(qiáng)、精度高。
2.2.2 現(xiàn)代優(yōu)化設(shè)計(jì)理論方法
現(xiàn)代優(yōu)化設(shè)計(jì)方法不同于傳統(tǒng)優(yōu)化方法，其無(wú)需通過(guò)選取設(shè)計(jì)變量、約束條件、目標(biāo)函數(shù)等因素，便可獲得全局最優(yōu)解，大大地減少了傳統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法花費(fèi)的人力與財(cái)力，在日今復(fù)雜的工程問(wèn)題中，提出了全新的思路與方法。常見(jiàn)的現(xiàn)代優(yōu)化設(shè)計(jì)方法有遺傳方法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、模擬退火法、粒子群算法等。
3 機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀與前景
機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)是最優(yōu)化理論、電子計(jì)算機(jī)技術(shù)和機(jī)械工程相結(jié)合的一門學(xué)科，包括機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)、機(jī)械零部件優(yōu)化設(shè)計(jì)、機(jī)械結(jié)構(gòu)參數(shù)和形狀優(yōu)化設(shè)計(jì)等。二十世紀(jì)五十年代以前，用于解決最優(yōu)問(wèn)題的數(shù)學(xué)方法僅限于古典的微分法與變分法，在處理現(xiàn)實(shí)問(wèn)題時(shí)，計(jì)算量非常大。直到四十年代前后，大型線性規(guī)劃技術(shù)的提出，數(shù)學(xué)方法首次被運(yùn)用到結(jié)構(gòu)最優(yōu)化，使得計(jì)算過(guò)程不再?gòu)?fù)雜，有效的解決了數(shù)值最優(yōu)化計(jì)算。近年來(lái)，隨著數(shù)學(xué)規(guī)劃理論與計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展及廣泛應(yīng)用，許多新興優(yōu)化算法，如遺傳算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法等相繼被提出，機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)廣泛地被應(yīng)用到建筑結(jié)構(gòu)、化工、航天航空等諸多領(lǐng)域并取得飛速發(fā)展。機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)具有廣闊的發(fā)展前景。
機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)給機(jī)械工程界帶來(lái)的巨大經(jīng)濟(jì)效益是顯而易見(jiàn)的，但其工程效應(yīng)比起預(yù)期遠(yuǎn)遠(yuǎn)小得多。歸結(jié)其原因，主要有以下兩點(diǎn)：（1）建模難度大。（2）最優(yōu)方法的選取難度大。
雖然有以上不足之處，但是機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)的發(fā)現(xiàn)前景仍是非常廣大的，且各領(lǐng)域也在積極做出相關(guān)的研究探索，并已取得一定的成就。
4 結(jié)語(yǔ)
機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)即是指從眾多設(shè)計(jì)方案中需找最優(yōu)方案的過(guò)程，一般包括建立數(shù)學(xué)模型、選擇優(yōu)化方法、分析計(jì)算結(jié)果選擇出最優(yōu)方案三個(gè)過(guò)程。根據(jù)不同的分類方式，機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法有很多，從傳統(tǒng)角度，最常用到的有線性規(guī)則法中的序列線性規(guī)則法等等，由于現(xiàn)在各技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展以及工程問(wèn)題對(duì)優(yōu)化設(shè)計(jì)的需求，衍生了很多與傳統(tǒng)方法原理完全不同的新興方法，最常見(jiàn)到的有遺傳算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法等。縱觀幾十年來(lái)機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)的發(fā)展歷程，其發(fā)展是非常迅速且令人可喜的，雖然仍存在建模困難、優(yōu)化方法選取等等方面的一些挑戰(zhàn)，但是其前景仍舊是非常廣闊的。研究機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)的理論與方法無(wú)論是學(xué)術(shù)領(lǐng)域還是實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益方面都具有研究意義。
參考文獻(xiàn)：
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篇2
目前，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，土地價(jià)格也在不斷上漲。同時(shí)，人民對(duì)住房條件的需求也在不斷上升，因此，對(duì)開(kāi)發(fā)商帶來(lái)的壓力也在不斷加大。為了實(shí)現(xiàn)房屋建筑經(jīng)濟(jì)效益的最大化，就需要采用結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)，在有限的空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)資源的最大利用。房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)是指，采取科學(xué)合理的設(shè)計(jì)理念和技術(shù)方法來(lái)設(shè)計(jì)房屋結(jié)構(gòu)，以最小的工程報(bào)價(jià)來(lái)最大化整體的建筑收益，提高房屋的質(zhì)量水平，使得企業(yè)也獲得較高的利潤(rùn)等。
一、我國(guó)目前房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)現(xiàn)狀以及實(shí)施優(yōu)化設(shè)計(jì)的原因
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，對(duì)住房建設(shè)要求也越來(lái)越高。同時(shí)，根據(jù)我國(guó)目前的基本國(guó)情，人口數(shù)量日益增長(zhǎng)，住房面積需求量不斷加大。因此，我國(guó)現(xiàn)階段住房建設(shè)主要以高層為主。房屋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化不僅能夠滿足當(dāng)今大眾的需求，更能為投資者減少建筑成本。
房屋建設(shè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化必須以建筑的安全性為首要原則，然后再進(jìn)一步分析建筑方案，配合科學(xué)合理的設(shè)計(jì)理念，從而有效控制建筑工程造價(jià)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的最大化。根據(jù)近些年的數(shù)據(jù)資料顯示，優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以為整項(xiàng)建筑工程節(jié)省30%-50%的費(fèi)用。但是，在實(shí)際的設(shè)計(jì)過(guò)程中，方案設(shè)計(jì)受自然因素的影響很大，很難發(fā)揮出其本身的優(yōu)越性。例如，工程設(shè)計(jì)階段，施工方過(guò)多的縮短建筑設(shè)計(jì)時(shí)間，從而使設(shè)計(jì)效果達(dá)不到理想的要求，在縮短工程工期的同時(shí)也降低了工程設(shè)計(jì)質(zhì)量；建筑設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)不足，專業(yè)知識(shí)不完備，對(duì)一些設(shè)計(jì)軟件掌握的不夠精通；一些設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)建筑時(shí)過(guò)度的關(guān)注部分結(jié)構(gòu)而忽視了整體方案等等，這些因素都會(huì)導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不夠優(yōu)化。因此，房屋建筑設(shè)計(jì)者必須科學(xué)合理的分析整體建筑方案，并設(shè)計(jì)出最優(yōu)的結(jié)構(gòu)，才能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)利益的最大化。
二、房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化主要體現(xiàn)在哪些方面
房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化主要是采取合適的方法以及科學(xué)的設(shè)計(jì)理念來(lái)最大化的達(dá)到房屋設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，如：房屋結(jié)構(gòu)的合理布局、構(gòu)件大小、結(jié)構(gòu)框架等。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本理念是將建筑的具體部件以及整體布局進(jìn)行分析，而頂柱、體形、層高以及拉力構(gòu)件等等都會(huì)影響建筑物的整體布局。建筑構(gòu)件的布局、強(qiáng)度等級(jí)以及配筋構(gòu)造都是建筑物具體構(gòu)件的體現(xiàn)。綜合以上因素，建筑方案結(jié)構(gòu)需要專業(yè)知識(shí)豐富且熟知設(shè)計(jì)規(guī)范的工程技術(shù)人員設(shè)計(jì)，而且在設(shè)計(jì)時(shí)必須充分考慮各構(gòu)件直接的受力特性，從而選取最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。
三、房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)
（一）優(yōu)化技術(shù)的基本原則
在工程設(shè)計(jì)優(yōu)化過(guò)程中，必須以工程設(shè)計(jì)和工程價(jià)值為基本原則。優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的最終目標(biāo)是充分利用建筑材料，實(shí)現(xiàn)建筑構(gòu)件利用的最大化。優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅遵守建筑設(shè)計(jì)規(guī)范，更實(shí)現(xiàn)了當(dāng)今建筑的審美學(xué)和價(jià)值學(xué)。通過(guò)深化改善房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)建筑功能更加協(xié)調(diào)完善，降低建筑成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。
房屋結(jié)構(gòu)的優(yōu)化必須從實(shí)際工程施工出發(fā)，結(jié)合房屋結(jié)構(gòu)的具體情況，實(shí)現(xiàn)房屋建筑的結(jié)構(gòu)的最優(yōu)化設(shè)計(jì)。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化時(shí)，必須依據(jù)設(shè)計(jì)意圖，采用平面設(shè)計(jì)布局，降低構(gòu)件質(zhì)量和剛度之間的差異，減小水平負(fù)載造成的房屋扭曲，在豎直方向上采用轉(zhuǎn)換層技術(shù)，有效地降低構(gòu)件的集中用力。
（二）優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本的要點(diǎn)
1.依據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范
工程師在設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)時(shí)必須具備豐富的建筑設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)以及熟知設(shè)計(jì)規(guī)范。即依據(jù)科學(xué)的設(shè)計(jì)理念，將自身的優(yōu)化方案融于整個(gè)工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)中去。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范更多是對(duì)于工程較大的項(xiàng)目，因而會(huì)造成某些規(guī)定過(guò)于保守。另外，在工程設(shè)計(jì)比較特殊或復(fù)雜時(shí)，依據(jù)某些規(guī)定將會(huì)造成建筑物的不安全。因此，這就要求設(shè)計(jì)師在建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中必須具備良好的專業(yè)素質(zhì)以及清醒的思路、正確的判斷力，爭(zhēng)取將建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)做到最優(yōu)。
優(yōu)化房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)注重建筑構(gòu)件的細(xì)節(jié)優(yōu)化，如：建筑構(gòu)件的受力鋼筋，在滿足塑性的條件下盡可能的選擇性價(jià)比較高的產(chǎn)品，從而實(shí)現(xiàn)房屋結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)、安全。
2.結(jié)構(gòu)師主動(dòng)參與建筑設(shè)計(jì)
在工程施工前期以及施工過(guò)程中，建筑結(jié)構(gòu)師的主動(dòng)參與對(duì)整個(gè)房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化起到關(guān)鍵性作用。在實(shí)際的工程施工過(guò)程中，建筑設(shè)計(jì)師往往不能夠?qū)φ麄€(gè)結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行很好的受力分析，即建筑結(jié)構(gòu)師的設(shè)計(jì)理念以及其自身具備的經(jīng)驗(yàn)不能完全代替設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)思想，同時(shí)，建筑與結(jié)構(gòu)上專業(yè)知識(shí)的隔閡也無(wú)法彌補(bǔ)。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師其豐富的工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)以及專業(yè)設(shè)計(jì)理論，積極主動(dòng)的為設(shè)計(jì)師出謀劃策，只有兩者的順利合作才能設(shè)計(jì)出更加優(yōu)秀的方案。
目前，我國(guó)的房屋建筑設(shè)計(jì)總是先從建筑的結(jié)構(gòu)布局開(kāi)始，根據(jù)結(jié)構(gòu)承載負(fù)荷的不同分析所需的材料、參數(shù)等，往往這種分析方法是計(jì)算機(jī)所不能計(jì)算出的，它需要建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師充分論證整個(gè)建筑設(shè)計(jì)方案之后做出的判斷。而這些判斷需依據(jù)實(shí)際工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所遵循的一般規(guī)律進(jìn)行。
3.加強(qiáng)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)之間的合作
優(yōu)化房屋結(jié)構(gòu)是一項(xiàng)整體而系統(tǒng)的工作，它需要團(tuán)隊(duì)之間的協(xié)調(diào)合作。現(xiàn)代建筑主要由結(jié)構(gòu)、設(shè)備、建筑三大要素組成。因此，在工程施工過(guò)程中要明細(xì)團(tuán)隊(duì)內(nèi)部分工，并做好團(tuán)隊(duì)合作，只有這樣才能有機(jī)的結(jié)合各個(gè)構(gòu)件創(chuàng)造出更加完美的作品。在建筑工程設(shè)計(jì)階段，房屋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和建筑設(shè)計(jì)是不可分割的，只有協(xié)調(diào)好兩者之間的關(guān)系，才能設(shè)計(jì)出更加美觀大方的建筑方案，同時(shí)，又降低了建筑成本，簡(jiǎn)化施工過(guò)程，達(dá)到既美觀又實(shí)用的建筑效果。通常建筑設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)建筑時(shí)，只是一味的要求設(shè)計(jì)方案的新奇，而忽略了建筑學(xué)中基本的力學(xué)關(guān)系，這樣設(shè)計(jì)出的方案往往在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上造成困難。因此，團(tuán)隊(duì)之間的協(xié)調(diào)合作是房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化的重要保障。
4.優(yōu)化房屋建筑結(jié)構(gòu)，解決房屋抗震問(wèn)題
房屋結(jié)構(gòu)的優(yōu)化不僅僅能降低建筑成本、增加建筑美觀、簡(jiǎn)化施工過(guò)程，更能加強(qiáng)房屋的抗震作用。通過(guò)房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)，可以增加房屋抵抗外部作用的破壞，有效地降低房屋破壞程度。因此，在房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程中，抵抗外界各種不良因素的影響成為結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)工作的主要內(nèi)容。在日常的外界不良因素中，地震是最難以預(yù)測(cè)且對(duì)房屋建筑物破壞最強(qiáng)的，所以在房屋計(jì)算及構(gòu)造上必須加強(qiáng)抗震措施。如：房屋構(gòu)件剛度的對(duì)稱性以及均勻性都可以有效的緩解地震對(duì)建筑物的破壞；多道防設(shè)設(shè)計(jì)理念可以有效緩沖特大地震對(duì)房屋主構(gòu)件的破壞。以上這些設(shè)計(jì)思想都是房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。
四、總結(jié)
工程造價(jià)對(duì)整個(gè)工程項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益起著關(guān)鍵性作用，因此優(yōu)化房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不僅可以降低整個(gè)工程的造價(jià)成本，更能提升整體房屋的安全級(jí)別。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與建筑設(shè)計(jì)的協(xié)調(diào)配合，充分發(fā)揮其自身的優(yōu)勢(shì)，設(shè)計(jì)出最優(yōu)的房屋結(jié)構(gòu)。在平面設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)遵循對(duì)稱、均勻的原則，縮小房屋構(gòu)建質(zhì)量與剛度之間的差異。在豎直布置上，保證上下承重件負(fù)載的上下貫通。建筑是藝術(shù)的表現(xiàn)，在保證房屋安全的前提下，結(jié)構(gòu)師應(yīng)敢于創(chuàng)新，將房屋的實(shí)用性與藝術(shù)性完美的結(jié)合在一起。
參考文獻(xiàn)：
[1]侯貫澤，劉樹(shù)堂.工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)理論與方法[J].鋼結(jié)構(gòu)，2009，2（8）：148-150.
篇3
對(duì)于一個(gè)項(xiàng)目，工程結(jié)構(gòu)總體的優(yōu)化設(shè)計(jì)主要是針對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)、屋蓋系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)體系、基礎(chǔ)形式以及結(jié)構(gòu)細(xì)部等進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)的時(shí)候還必須考慮到相應(yīng)的布置、選型、造價(jià)以及受力等方面的問(wèn)題，然后根據(jù)工程的實(shí)際情況并結(jié)合建筑物的經(jīng)濟(jì)性要求，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。 為了適應(yīng)時(shí)展的要求，建筑的結(jié)構(gòu)形式必須不斷的進(jìn)行創(chuàng)新。對(duì)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師來(lái)說(shuō)，要在確保建筑結(jié)構(gòu)具有一定的安全保證的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)更合理、更經(jīng)濟(jì)、更能體現(xiàn)創(chuàng)新的結(jié)構(gòu)形式。
1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的現(xiàn)實(shí)意義
對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)進(jìn)行必要的優(yōu)化，在對(duì)于房屋結(jié)構(gòu)相關(guān)的設(shè)計(jì)中的應(yīng)用意義重大，不僅能夠滿足了建筑的實(shí)用與美觀，而且還可以有效地對(duì)工程造價(jià)進(jìn)行控制。對(duì)于建筑商來(lái)說(shuō)，其當(dāng)然希望用最少的投資，而獲得最大的收益，然而又必須對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的科學(xué)性、可靠性以及安全性做出保證，這必然要求對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化和傳統(tǒng)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行比較我們可以發(fā)現(xiàn)：運(yùn)用設(shè)計(jì)優(yōu)化的技術(shù)能夠降低整個(gè)建筑工程造價(jià)10%～40％。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)能夠使得建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部的每個(gè)單元都得到最佳的協(xié)調(diào)，并可以對(duì)材料的性能進(jìn)行最合理的利用。這樣不僅能夠保證相關(guān)規(guī)定的安全系數(shù)，還能夠?qū)崿F(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性與實(shí)用性。
2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的步驟
2.1 建立結(jié)構(gòu)優(yōu)化的模型
在我們對(duì)房屋結(jié)構(gòu)整體進(jìn)行必要的優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)候，可以分成三步進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。下面將對(duì)每一步驟進(jìn)行詳細(xì)的介紹：
2.1.1 要對(duì)設(shè)計(jì)變量進(jìn)行合理的選擇
通常在對(duì)設(shè)計(jì)變量進(jìn)行選擇時(shí)，我們把對(duì)建筑結(jié)構(gòu)影響的主要參數(shù)作為設(shè)計(jì)變量。如目標(biāo)控制的相關(guān)參數(shù)（損失的期望C2 和結(jié)構(gòu)的造價(jià)C1）和約束控制相關(guān)參數(shù)（結(jié)構(gòu)的可靠度PS）等；然而還有一些影響不是太大，其變化范圍也不是很大或者由局部性以及結(jié)構(gòu)的相關(guān)要求就能夠滿足相應(yīng)的設(shè)計(jì)要求的一些參數(shù)，我們可以用預(yù)定參數(shù)來(lái)表示，這樣能夠使得我們的設(shè)計(jì)量、計(jì)算量以及編制程序的工作量均大大減小。
2.1.2 對(duì)目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行確定
在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的時(shí)候，我們還必須尋找一組能夠滿足相關(guān)的預(yù)定條件的截面相應(yīng)的幾何尺寸、鋼筋面積以及相應(yīng)的失效概率的函數(shù)，使得工程造價(jià)最少。 針對(duì)目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行的優(yōu)化設(shè)計(jì)都有條件和相對(duì)的，即為“最滿意解”而不是最優(yōu)解。
2.1.3 對(duì)約束條件進(jìn)行確定
對(duì)于房屋的結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化來(lái)說(shuō)，必須在確保結(jié)構(gòu)整體可靠的基礎(chǔ)上，對(duì)優(yōu)化設(shè)計(jì)相關(guān)的約束條件進(jìn)行相應(yīng)的確定，設(shè)計(jì)優(yōu)化的約束條件主要包括裂縫寬度約束、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度約束、尺寸約束、構(gòu)件單元約束、應(yīng)力約束、結(jié)構(gòu)體系約束、從可靠指標(biāo)約束到確定性約束條件以及從正常使用極限狀態(tài)下的彈性約束到最終極限狀態(tài)的彈塑性約束等約束條件。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，我們必須對(duì)目標(biāo)約束條件與實(shí)際的約束條件進(jìn)行相應(yīng)的比較與分析，確保每個(gè)約束條件都必須滿足相應(yīng)的要求，化繁為簡(jiǎn)，抓大放小，以實(shí)現(xiàn)最佳的設(shè)計(jì)。
2.2 對(duì)優(yōu)化設(shè)計(jì)的計(jì)算方案進(jìn)行設(shè)定
根據(jù)可靠度進(jìn)行的房屋結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)具有多約束且非線性的優(yōu)化問(wèn)題以及復(fù)雜的多變量，在進(jìn)行相應(yīng)的分析計(jì)算中，一般把有約束的優(yōu)化問(wèn)題轉(zhuǎn)換成無(wú)約束優(yōu)化問(wèn)題的求解。常用的優(yōu)化設(shè)計(jì)的計(jì)算方法有拉格朗日乘子法、復(fù)合形法、準(zhǔn)則法以及Powell（鮑威爾） 法等基于不同理論準(zhǔn)側(cè)的計(jì)算方法。
2.3 進(jìn)行程序的相關(guān)設(shè)計(jì)
針對(duì)具體的工程設(shè)計(jì)，我們可以根據(jù)不同的設(shè)計(jì)要求選擇有限元分析軟件或者設(shè)計(jì)配筋軟件，可以選擇針對(duì)具體構(gòu)件進(jìn)行有限元分析或者是針對(duì)整體結(jié)構(gòu)實(shí)際工程計(jì)算分析。針對(duì)復(fù)雜的超高超限的工程可以進(jìn)行專門的不同目標(biāo)函數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，具體可選用結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)MCADS。
2.3 結(jié)果分析
我們必須對(duì)相應(yīng)的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行必要的分析比較，選擇出最佳的設(shè)計(jì)方案。在這個(gè)過(guò)程中，我們對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題必須全方位、多角度的考慮。例如，鋼結(jié)構(gòu)滿應(yīng)力設(shè)計(jì)中病態(tài)桿的出現(xiàn)等。這一步驟在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化中尤其重要，合理的選擇設(shè)計(jì)方案，不僅能夠確保結(jié)構(gòu)的美觀、安全性、合理性以及實(shí)用性，還能夠?qū)κ┕ぶ械馁Y金的投入有著重大的影響。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化中只強(qiáng)調(diào)經(jīng)濟(jì)性要求，而忽略技術(shù)要求，是不正確的；同樣只考慮技術(shù)要求，忽略經(jīng)濟(jì)性要求，也是不合理的。我們必須在滿足現(xiàn)行規(guī)范的前提下，區(qū)分“應(yīng)”和“宜”，對(duì)兩者進(jìn)行合理的配置，才能達(dá)到相關(guān)要求。
3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用
當(dāng)下，限額設(shè)計(jì)已經(jīng)成為常態(tài)，建設(shè)商經(jīng)常附加各種各樣的設(shè)計(jì)條件，對(duì)于這樣的項(xiàng)目我們可以從前期設(shè)計(jì)、整體設(shè)計(jì)、舊房改造以及抗震設(shè)計(jì)等方面采用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法來(lái)節(jié)約造價(jià)。下面對(duì)實(shí)踐應(yīng)用中的問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)單的說(shuō)明：
3.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化應(yīng)注意前期參與
前期方案直接會(huì)影響到工程的造價(jià)，然而很多建筑物的設(shè)計(jì)往往忽略了這一點(diǎn)。項(xiàng)目立項(xiàng)后，結(jié)構(gòu)師應(yīng)該及時(shí)跟進(jìn)，對(duì)建筑方案提出合理的指導(dǎo)意見(jiàn)，避免出現(xiàn)超限、超規(guī)范的情況，前期參與能夠讓我選擇合理的結(jié)構(gòu)形式以及合理的設(shè)計(jì)方案，節(jié)約造價(jià)占50%以上。
3.2 概念設(shè)計(jì)結(jié)合細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化
在沒(méi)有具體數(shù)值量化的情況下，我們可以使用概念設(shè)計(jì)。例如，對(duì)地震的烈度進(jìn)行設(shè)防時(shí)，由于它存在這不確定的因素，所以我們無(wú)法找到與實(shí)際相符合的計(jì)算式，所以在進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化的時(shí)候我們可以使用概念設(shè)計(jì)的方法，把相應(yīng)的數(shù)值作為參考與輔助相關(guān)的依據(jù)。同時(shí)在設(shè)計(jì)過(guò)程中，相關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員必須合理并靈活的使用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的方法，從而達(dá)到最佳的效果。
在設(shè)計(jì)過(guò)程中必須對(duì)細(xì)部的結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)優(yōu)化，物盡其材。例如，豎向柱構(gòu)件采用高強(qiáng)度混凝土能夠有效減少柱子截面，而對(duì)于水平構(gòu)件來(lái)說(shuō)就可以降低混凝土標(biāo)號(hào)，這樣既可以達(dá)到受力要求，又可以節(jié)約成本。后期的優(yōu)化設(shè)計(jì)和細(xì)部結(jié)構(gòu)精細(xì)化設(shè)計(jì)能節(jié)約一定的經(jīng)濟(jì)成本。此階段通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)能節(jié)約造價(jià)10%以上。
3.3 下部地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化
基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)尤為重要，基礎(chǔ)造價(jià)能占到結(jié)構(gòu)成本的30%左右，在地基基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化中，我們必須選取合適的基礎(chǔ)方案，確定合理的持力層，盡量選擇天然地基，樁基能不用則不用，可以有效降低成本、節(jié)約工期。如果不可避免的采用樁基，需根據(jù)樁端持力層的厚度選擇合理的樁長(zhǎng)，并根據(jù)土層情況確定是否采用后壓漿灌注樁；而對(duì)于管樁，同樣直徑可以考慮選用方樁，能夠提高20%的摩擦力。通過(guò)對(duì)多種設(shè)計(jì)方案進(jìn)行必要的分析比較，然后選取最佳的設(shè)計(jì)方案。
4 結(jié)語(yǔ)
對(duì)于住宅建筑，目前限額設(shè)計(jì)已經(jīng)成為常態(tài)，傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論與方法已經(jīng)無(wú)法滿足建設(shè)商的要求，在目前的設(shè)計(jì)中采用優(yōu)化設(shè)計(jì)已經(jīng)成為無(wú)法回避的問(wèn)題。通過(guò)選擇合理的結(jié)構(gòu)體系以及基礎(chǔ)方案，充分利用材料強(qiáng)度，降低自重，活學(xué)活用規(guī)范做到精細(xì)化設(shè)計(jì)能夠節(jié)約可觀的工程造價(jià)，適應(yīng)建設(shè)綠色可持續(xù)發(fā)展社會(huì)的要求。
參考文獻(xiàn)
[1]張炳華.土建結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)[M].上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，2008：34-36.
篇4
應(yīng)變天平是通過(guò)天平元件的形變來(lái)對(duì)模型受到力的大小、方向、作用點(diǎn)等進(jìn)行測(cè)量，是基于物理原理的以一種設(shè)計(jì)天平。桿式應(yīng)變天平在測(cè)量領(lǐng)悟發(fā)揮著十分重要的作用，對(duì)靈敏度要求較高，需要能夠在力的改變較小的情況下有明顯的輸出信號(hào)。而靈敏度提高的同時(shí)，天平的剛度和強(qiáng)度也需要有所保證才能保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確測(cè)量。為了解決這兩者的矛盾，本文采用序列二次規(guī)劃優(yōu)化算法，重新優(yōu)化設(shè)計(jì)桿式六分量應(yīng)變天平。
1、 天平元件結(jié)構(gòu)形式
一般來(lái)說(shuō)，為了減少阻力元件受到的干擾，量程小、容易擾的阻力（X）元件置于天平的中心對(duì)稱面處，升力Y、測(cè)力Z、俯仰力矩M、偏航力矩My以及滾轉(zhuǎn)力矩Mx這五個(gè)測(cè)量模型五分量復(fù)合元件布置于阻力元件的兩側(cè)。“I”型梁的阻力元件加工方便、抗干擾能力強(qiáng)，五分量復(fù)合元件的結(jié)構(gòu)形式有三兩式、四梁式以及矩形梁等等。
2、 優(yōu)化設(shè)計(jì)方法以及數(shù)學(xué)模型
序列二次規(guī)劃法利用數(shù)學(xué)軟件進(jìn)行處理，能夠?qū)μ炱皆?shù)優(yōu)化中的非線性限定條件極小化問(wèn)題提供解決方便。通過(guò)MATLAB軟件，利用二次逼近算法，將非線性規(guī)劃問(wèn)題轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)二次規(guī)劃問(wèn)題，便可以得到相關(guān)問(wèn)題的解。利用序列二次規(guī)劃法的優(yōu)勢(shì)在于其在構(gòu)造二次規(guī)劃問(wèn)題時(shí)有較好的收斂性。
下面，以桿式六分量天平的阻力元件和四梁式五分量復(fù)合元件，建立優(yōu)化數(shù)學(xué)模型。
（1）桿式六分量天平阻力元件
“I”型梁和支撐梁如圖1所示。
在阻力元件加工時(shí)，圖中的l1和l2通常取相同長(zhǎng)度，b1和b2一般也取相同值。n1（主測(cè)梁數(shù)）=2，n2（支撐梁數(shù)）=12。定義設(shè)計(jì)載荷為X、Y、Z、Mx、My、Mz，定義許用應(yīng)變?yōu)椤ⅰⅰⅰⅰⅲx許用應(yīng)力為，彈性模量用E表示，剪切模量用G表示，則可得到一下表達(dá)式。
通過(guò)將本次優(yōu)化結(jié)果與傳統(tǒng)試湊法的設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行比較可以發(fā)現(xiàn)，在保證天平尺寸基本不變，輸出應(yīng)變一致的情況下，天平元件的橫截慣性矩得到了顯著提升，約在4%～13%。
3、 結(jié)語(yǔ)
從以上的模型中我們可以看出，通過(guò)序列二次規(guī)劃法進(jìn)行桿式應(yīng)變天平的優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以有效改善各分量之間的干擾。
篇5
一、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的理論基礎(chǔ)
在進(jìn)行工程項(xiàng)目和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需要考慮的因素很多，最終目的是要在保證設(shè)計(jì)對(duì)象基本適用功能和安全可靠性的情況下，把設(shè)計(jì)對(duì)象設(shè)計(jì)到最好的程度。這就涉及到工程和結(jié)構(gòu)最優(yōu)化的問(wèn)題。用科學(xué)的語(yǔ)言來(lái)描述就是：利用確定的數(shù)學(xué)方法，在所有可能的設(shè)計(jì)方案的集合中，搜索到能夠滿足預(yù)定目標(biāo)的、最令人滿意的方案[2]。
從建筑理論上分析結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法可以得知，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面，其一是房屋工程部分結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，其二是房屋工程結(jié)構(gòu)總體的優(yōu)化設(shè)計(jì)。后者的優(yōu)化設(shè)計(jì)包括：屋蓋系統(tǒng)方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)細(xì)部設(shè)計(jì)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。穿插其中的，還包含選型、布置、受力分析、造價(jià)分析等項(xiàng)目，在實(shí)施過(guò)程中，應(yīng)遵循一定的原則，結(jié)合具體工程的實(shí)際情況，從實(shí)際出發(fā)，圍繞房屋建筑的綜合經(jīng)濟(jì)效益目標(biāo)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。
在設(shè)計(jì)安全被保證的情況下，建筑師應(yīng)開(kāi)拓創(chuàng)新，挑戰(zhàn)新的結(jié)構(gòu)形式。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，建筑師的設(shè)計(jì)意圖應(yīng)能夠得到基本滿足，應(yīng)設(shè)置盡量符合規(guī)則的平面布局，使其對(duì)稱；同時(shí)減少質(zhì)量中心和剛度中心的差異，使建筑物在水平荷載作用下不致于產(chǎn)生太大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。在豎直方向的布置上，應(yīng)確保在滿足功能要求的情況下，盡最大可能貫通豎向的承重構(gòu)件；為使結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)上的難度不致于太大，減少不必要的經(jīng)濟(jì)浪費(fèi)，使應(yīng)力分散，轉(zhuǎn)化層應(yīng)盡可能少地使用；豎直方向的剛度要漸變，而不要突變，如若不然，在水平荷載作用下，突變處會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的應(yīng)力集中現(xiàn)象，這是非常不利于結(jié)構(gòu)抵抗水平動(dòng)力荷載的[3]。
二、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的意義所在
在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中運(yùn)用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以起到非常好的效果，這不僅可以使房屋看起來(lái)更加美觀，用起來(lái)更加實(shí)在，而且也能夠節(jié)省大量的造價(jià)，起到良好的效果。采用設(shè)計(jì)優(yōu)化的方法與采用傳統(tǒng)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法相比優(yōu)點(diǎn)是十分明顯的，它可以使建筑工程造價(jià)得到大幅度降低，降幅可達(dá)30%左右。要實(shí)現(xiàn)優(yōu)化方法的技術(shù)性問(wèn)題，材料的性能要合理利用起來(lái)，爭(zhēng)取協(xié)調(diào)好建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部的各單元，達(dá)到建筑規(guī)范所規(guī)定的安全水平。同時(shí)，優(yōu)化方法的技術(shù)性實(shí)現(xiàn)還可以合理決策建筑整體性方案設(shè)計(jì)，它可以有效實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)化、實(shí)用性和適用性的良好目標(biāo)。
三、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的步驟
（一）結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型
房屋結(jié)構(gòu)整體優(yōu)化設(shè)計(jì)方法分以按3 個(gè)步驟進(jìn)行。首先，選擇設(shè)計(jì)變量。一般把對(duì)設(shè)計(jì)要求起主要影響作用的參數(shù)作為設(shè)計(jì)變量，如目標(biāo)控制參數(shù)（結(jié)構(gòu)造價(jià)C1 和損失期望C2）和約束控制參數(shù)（結(jié)構(gòu)的可靠度PS）；而將那些對(duì)設(shè)計(jì)要求來(lái)講，變化范圍不大或是根據(jù)結(jié)構(gòu)要求或局部性的設(shè)計(jì)考慮就能滿足設(shè)計(jì)要求的參數(shù)等作為預(yù)定參數(shù)，這可以大大減少設(shè)計(jì)、計(jì)算和編制程序的工作量；其次，確定目標(biāo)函數(shù)。尋求一組滿足預(yù)定條件的截面幾何尺寸和鋼筋截面積以及失效概率，從而使總費(fèi)用最小；第三，確定約束條件。房屋結(jié)構(gòu)基于可靠度優(yōu)化設(shè)計(jì)的約束條件，則包括尺寸約束、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度約束、應(yīng)力約束、變形約束、裂縫寬度約束、構(gòu)件單元約束、結(jié)構(gòu)體系約束、從正常使用極限狀態(tài)下的彈性約束到最終極限狀態(tài)的彈塑性約束、從可靠指標(biāo)約束到確定性約束條件等。在設(shè)計(jì)中，要使結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用于實(shí)際房屋結(jié)構(gòu)工程，則是路房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中實(shí)際的約束條件與目標(biāo)約束條件相比較，保證各約束條件都符合現(xiàn)行規(guī)范的要求，以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)設(shè)計(jì)。
（二）設(shè)定優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算方案
房屋結(jié)構(gòu)基于可靠度的優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題屬于比較復(fù)雜的多變量、多約束非線性優(yōu)化問(wèn)題，一般情況下，在計(jì)算過(guò)程中，應(yīng)轉(zhuǎn)化問(wèn)題求解，即將有約束優(yōu)化問(wèn)題轉(zhuǎn)化為無(wú)約束問(wèn)題。可以利用起來(lái)的優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算方法有復(fù)合形法、拉氏乘子法、Powell 法等。
（三）進(jìn)行程序設(shè)計(jì)
根據(jù)基于可靠度的結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型和選擇的優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算方法，編制功能齊全、運(yùn)算速度快的綜合程序。
（四）結(jié)果分析
對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析，確定最優(yōu)設(shè)計(jì)方案。在上述步驟的執(zhí)行過(guò)程中，涉及的問(wèn)題包括多個(gè)方面，所以要全方位、多角度地考慮。這主要是因?yàn)榻ㄔO(shè)投資這項(xiàng)工程的耗資非常大，涉及到的情況非常多，在設(shè)計(jì)中片面強(qiáng)調(diào)經(jīng)濟(jì)節(jié)約是不正確的。應(yīng)滿足技術(shù)上的相應(yīng)要求，使項(xiàng)目達(dá)到相應(yīng)的功能要求，與此同時(shí)，要反對(duì)重視技術(shù)，輕經(jīng)濟(jì)、設(shè)計(jì)保守浪費(fèi)的現(xiàn)象。
四、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
（一）直覺(jué)優(yōu)化（概念設(shè)計(jì)優(yōu)化）技術(shù)與建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
對(duì)于同一建筑方案，可以有許多不同的結(jié)構(gòu)布置設(shè)計(jì)；確定了結(jié)構(gòu)布置的建筑物，即使在同種荷載情況下也存在不同的分析方法：分析過(guò)程中設(shè)計(jì)參數(shù)、材料、荷載的取值也不是惟一的：建筑物細(xì)部的處理更是不盡相同，這些問(wèn)題是計(jì)算機(jī)無(wú)法完全解決的，都需要設(shè)計(jì)人員自己作出判斷[4]。而判斷只能在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般規(guī)律指導(dǎo)下，根據(jù)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行，這便是前面所說(shuō)的概念設(shè)計(jì)。因此，概念設(shè)計(jì)存在于設(shè)計(jì)師對(duì)多種備選方案進(jìn)行選擇的過(guò)程中。
（二）概念設(shè)計(jì)處理的實(shí)際建筑設(shè)計(jì)問(wèn)題
概念設(shè)計(jì)所要處理的問(wèn)題多種多樣。但可以肯定的是希望通過(guò)概念設(shè)計(jì)，建筑結(jié)構(gòu)能在各種不期而遇的外部作用下不受破壞，或?qū)⑵茐某潭冉抵磷畹汀Ｒ虼耍治鋈绾螒?yīng)付建筑物可能遭遇的各種不確定因素成為概念設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。其中，地震作用最為難以琢磨，破壞性也最大。故而，建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中就應(yīng)該未雨綢繆，從計(jì)算及構(gòu)造等各個(gè)方面都要采取一些有助于提高抗震能力的措施，不利于抗震的作法則應(yīng)盡量避免。剛度均勻、對(duì)稱是減小地震在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生不利影響的重要手段；延性設(shè)計(jì)則能有效地防止結(jié)構(gòu)在地震作用下發(fā)生脆性破壞；多道設(shè)防思想能使建筑在特大地震作用下次要的構(gòu)件先破壞，消耗一部分地震能量。這些抗震設(shè)防思想在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中都應(yīng)該作為概念設(shè)計(jì)的重要指導(dǎo)思想。
總而言之，建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法的研究涉及面廣泛，具有十分復(fù)雜的特點(diǎn)，是一項(xiàng)綜合決策問(wèn)題。適用、經(jīng)濟(jì)、安全、便于施工和美觀是建筑工程設(shè)計(jì)優(yōu)化追求的五種效果，而這五個(gè)方面的側(cè)重點(diǎn)各不相同，相互之間又存在一些矛盾的地方，一個(gè)優(yōu)秀設(shè)計(jì)的出現(xiàn)往往
是這五個(gè)方面的最佳結(jié)合。所以，在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)的實(shí)踐過(guò)程中，應(yīng)加強(qiáng)實(shí)踐探索，降低經(jīng)濟(jì)成本，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益的最大化，從而在保證經(jīng)節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本和達(dá)到美觀要求的情況下合理進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
參考文獻(xiàn)
[1]王智鋒，孫之如. 建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的優(yōu)化[J]. 河南水利與南水北調(diào). 2010（09）
篇6
一、開(kāi)展建筑設(shè)計(jì)方案優(yōu)化工作的意義
在建筑設(shè)計(jì)方案的招標(biāo)的過(guò)程中，中標(biāo)的設(shè)計(jì)方案會(huì)在一定程度上優(yōu)于其他方案，但并不是說(shuō)中標(biāo)的方案是完美的，因?yàn)樵诮ㄖ桨傅脑O(shè)計(jì)過(guò)程中不允許設(shè)計(jì)單位與建設(shè)單位之間有過(guò)多的交流，這就使得設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行建筑方案的設(shè)計(jì)過(guò)程中，不能完全的與建設(shè)單位進(jìn)行設(shè)計(jì)思想的交流，在這樣的情況下設(shè)計(jì)出來(lái)的方案是很難完全符合建設(shè)單位的設(shè)計(jì)要求的，另一方面，為了加快招標(biāo)的進(jìn)度，通常在招標(biāo)的過(guò)程中都要求設(shè)計(jì)單位進(jìn)行概念設(shè)計(jì)方案，對(duì)于建筑中的具體的細(xì)節(jié)在設(shè)計(jì)方案中并沒(méi)有反映，確定中標(biāo)方案之后再進(jìn)行設(shè)計(jì)方案優(yōu)化是非常有必要的。
現(xiàn)代的建筑項(xiàng)目在建設(shè)的過(guò)程中，要考慮的影響因素非常的多，法規(guī)、景觀、環(huán)保、交通等各種內(nèi)外部的制約條件都需要全面的考慮，在招標(biāo)的初期，沒(méi)有設(shè)計(jì)方案的初期模型或效果圖，建設(shè)單位很難就此提出詳細(xì)的要求，對(duì)于建筑風(fēng)格、功能需求等的描述往往是一個(gè)模糊的概念，在確定中標(biāo)方案之后，還需要對(duì)建筑設(shè)計(jì)中的各項(xiàng)技術(shù)要求進(jìn)行進(jìn)一步的細(xì)化，確定出詳細(xì)的建筑設(shè)計(jì)方案。
在建筑設(shè)計(jì)方案的招標(biāo)過(guò)程中，參與競(jìng)標(biāo)的設(shè)計(jì)方案是各種各樣的，招標(biāo)的過(guò)程同樣是一個(gè)集思廣益的過(guò)程，在招標(biāo)的過(guò)程中，能夠發(fā)現(xiàn)各種設(shè)計(jì)方案中的亮點(diǎn)，以及有使用價(jià)值的設(shè)計(jì)思路，在招標(biāo)工作結(jié)束之后，中標(biāo)的單位，能夠通過(guò)與其他設(shè)計(jì)單位進(jìn)行比較，找出自身的設(shè)計(jì)方案中的不足，對(duì)自己的中標(biāo)方案進(jìn)行改進(jìn)與優(yōu)化，由此可見(jiàn)，進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化是有重大的意義的。在一些大型的復(fù)雜的建設(shè)項(xiàng)目中，設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化已經(jīng)成為必不可少的環(huán)節(jié)，在建筑設(shè)計(jì)方案的招標(biāo)工作結(jié)束之后，建設(shè)單位不能忙于開(kāi)始建設(shè)工作，要對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行深入充分的優(yōu)化，對(duì)于設(shè)計(jì)中的各項(xiàng)工作予以明確，這樣才能為后續(xù)的工作打好基礎(chǔ)，有利于后續(xù)工作的順利開(kāi)展。
二、建筑設(shè)計(jì)方案優(yōu)化的原則及方法
建筑設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化是建筑設(shè)計(jì)工作中的重要的組成部分，開(kāi)展建筑設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化是非常有必要的，但是有的建設(shè)單位在開(kāi)展建筑設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化的過(guò)程中，采取了錯(cuò)誤的方法，導(dǎo)致對(duì)招標(biāo)方案的改動(dòng)不僅沒(méi)有起到設(shè)計(jì)方案優(yōu)化的作用，反而使原有的設(shè)計(jì)方案遭到了丑化，因此，在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化的過(guò)程中，要遵循一定的原則，采用正確的優(yōu)化方式來(lái)開(kāi)展優(yōu)化工作。
1、自頂向下的開(kāi)展優(yōu)化工作
中標(biāo)的設(shè)計(jì)方案大多采用的是概念設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化階段要開(kāi)展具體的、深入的方案設(shè)計(jì)，這時(shí)要首先進(jìn)行宏觀上的優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)于本階段需要完成的重要事項(xiàng)予以重點(diǎn)的關(guān)注，對(duì)于具體的局部的細(xì)節(jié)可以在工程的設(shè)計(jì)階段進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)，在后續(xù)的設(shè)計(jì)工作中有可能會(huì)對(duì)一些早早確定的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)進(jìn)行廢棄，以達(dá)到優(yōu)化的目的。
2、堅(jiān)持中標(biāo)設(shè)計(jì)方案中的核心內(nèi)容，杜絕顛覆性的方案修改
大型的項(xiàng)目建設(shè)中的中標(biāo)方案是受到建設(shè)單位的高層的領(lǐng)導(dǎo)的認(rèn)可的，并且在法律中是具有明確的規(guī)定的，在建筑設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化工作中，不能對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行顛覆性的修改，只能充分的挖掘原有方案中的亮點(diǎn)。
3、方案優(yōu)化的過(guò)程中應(yīng)該選用專業(yè)的設(shè)計(jì)人員
在建筑設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化工作中，很容易出現(xiàn)對(duì)中標(biāo)方案的丑化現(xiàn)象，造成這樣現(xiàn)象的因素有很多，但是其中的主要的影響因素是非專業(yè)因素的影響，很多建設(shè)單位的領(lǐng)導(dǎo)強(qiáng)行的將自己的主觀意識(shí)應(yīng)用于建筑設(shè)計(jì)的方案優(yōu)化中，對(duì)建筑設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)空間有了一定的抑制作用，建筑設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化工作要能夠保證優(yōu)化之后的方案具有合理性與科學(xué)性，這是一項(xiàng)具有很強(qiáng)的專業(yè)性的工作，建筑師在方案的優(yōu)化工作中要能夠運(yùn)用專業(yè)的技術(shù)手段與方法，在優(yōu)化工作中起到主導(dǎo)的作用，建設(shè)單位要給予建筑設(shè)計(jì)師充分的優(yōu)化權(quán)力，促進(jìn)優(yōu)化工作的順利進(jìn)行。
三、建筑設(shè)計(jì)方案優(yōu)化工作中應(yīng)該注意的要素
1、建筑設(shè)計(jì)方案優(yōu)化工作中的成本要素
在建筑的設(shè)計(jì)中對(duì)成本指標(biāo)必須嚴(yán)加控制，在建筑方案的設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)單位關(guān)注的是建筑成本的估算，但在建筑設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化階段，需要結(jié)合中標(biāo)方案中的各項(xiàng)設(shè)計(jì)內(nèi)容，對(duì)成本要素進(jìn)行分析，并開(kāi)展基于成本的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的協(xié)調(diào)工作。
2、建筑設(shè)計(jì)方案優(yōu)化工作中的功能要素
在方案的優(yōu)化階段，建筑設(shè)計(jì)方案的初步形態(tài)已經(jīng)顯現(xiàn)，這時(shí)需要對(duì)中標(biāo)方案中的功能要素進(jìn)行分析，并對(duì)相應(yīng)的功能要素進(jìn)行驗(yàn)證，在對(duì)功能的梳理、分析的過(guò)程中，往往會(huì)激發(fā)出新的創(chuàng)意及想法，使得建筑設(shè)計(jì)方案中的功能要素更加的完善。
3、建筑設(shè)計(jì)方案優(yōu)化工作中的文化要素
建筑設(shè)計(jì)中的文化要素通常難以用具體的語(yǔ)言來(lái)進(jìn)行描述，但是其涉及的范圍十分的廣泛，涉及到建筑單位的組織文化、風(fēng)格定位、地域風(fēng)情、民族、文脈、歷史等各方面的內(nèi)容，建筑設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)之一就是對(duì)建筑物的文化要素進(jìn)行正確的把握、合理的表達(dá)，要想在招標(biāo)工作中，設(shè)計(jì)方案得到認(rèn)可，對(duì)文化要素進(jìn)行獨(dú)特的詮釋是非常重要的，在設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化階段，同樣需要對(duì)建筑設(shè)計(jì)中的文化要素進(jìn)行反復(fù)的推敲、論證，對(duì)建筑物進(jìn)行準(zhǔn)確的文化定位。
結(jié)束語(yǔ)
為了保證建筑工程設(shè)計(jì)的質(zhì)量，很多大型的建筑項(xiàng)目在進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的選擇的過(guò)程中，都會(huì)以招標(biāo)的形式來(lái)進(jìn)行，而建筑設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化逐漸成為建筑項(xiàng)目的設(shè)計(jì)過(guò)程中必不可少的程序，對(duì)建筑設(shè)計(jì)方案進(jìn)行科學(xué)合理的優(yōu)化，能夠有效的提升建筑項(xiàng)目中的設(shè)計(jì)方案的質(zhì)量，這就需要建設(shè)單位重視建筑設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化工作，在優(yōu)化工作中遵循優(yōu)化原則，選擇正確的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化。
篇7
【 key words 】 architectural design; Scheme optimization; Strategies; methods
中圖分類號(hào)：TU2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：
引言
建筑設(shè)計(jì)的理念是著眼于持久的長(zhǎng)期價(jià)值，它通過(guò)良好的功能與適用性的產(chǎn)品，在很長(zhǎng)一段時(shí)間里，能夠給消費(fèi)者帶來(lái)很高的價(jià)值。因此在目標(biāo)要求、市場(chǎng)要求、銷售要求、材料要求、結(jié)構(gòu)及其要素的合理選用與商品生命周期間的配合下。形成了最佳配比和系統(tǒng)優(yōu)化的組合，避免了資源的浪費(fèi)及增加無(wú)效的投入。
一、建筑設(shè)計(jì)方案優(yōu)化的必要性
建筑設(shè)計(jì)方案優(yōu)化是在建筑設(shè)計(jì)招標(biāo)工作結(jié)束后 建設(shè)單位 與中標(biāo)設(shè)計(jì)單位需要立刻展開(kāi)的一項(xiàng)重要工作，其必要性在于：
1、中標(biāo)設(shè)計(jì)方案有待成熟與完善
方案中標(biāo)并不意味著方案的完善。通常情況下，自招標(biāo)文件公布至提交方案．留給設(shè)計(jì)單位的有效設(shè)計(jì)周期不會(huì)超過(guò)40天。同時(shí)，依據(jù)招投標(biāo)法規(guī)，招標(biāo)期間建設(shè)單位與設(shè)計(jì)單位之間，除“答疑 之外不能進(jìn)行其他方式的溝通，因此，在有限時(shí)間與有限交流的前提下，要求設(shè)計(jì)單位拿出能夠充分領(lǐng)悟建設(shè)單位意 圖、完全滿足建設(shè)需求的方案是不現(xiàn)實(shí)的。此外為了加快進(jìn)度，目前建設(shè)單位一般都采用”概念設(shè)計(jì)方案 招標(biāo)。在功能布局及 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等方面，中標(biāo)設(shè)計(jì)方案的深度難以直接銜接后續(xù)的相關(guān)設(shè)計(jì)活動(dòng)，需要在設(shè)計(jì)方案優(yōu)化階段加以深化與細(xì)化。
2、建設(shè)單位的技術(shù)要求有待明確與落實(shí)
目前的建設(shè)項(xiàng)目 尤其是大型復(fù)雜建設(shè)項(xiàng)目，面臨功能、交 通、環(huán)保、景觀、法規(guī)等越來(lái)越復(fù)雜的內(nèi)外部環(huán)境條件和設(shè)計(jì)約 束，在缺乏建筑設(shè)計(jì)方案雛形的情況下，建設(shè)單位很難提出明確 詳細(xì)的設(shè)計(jì)要求，其在設(shè)計(jì)招標(biāo)文件中對(duì)功能需求建筑風(fēng)格的描述往往是模糊的或是框架的。因此，在明確中標(biāo)方案后，應(yīng)該 基于中標(biāo)方案的建筑布局，對(duì)各項(xiàng)技術(shù)要求、功能需求及設(shè)計(jì)約 束進(jìn)行逐一細(xì)化、優(yōu)化和協(xié)調(diào) 并最終落實(shí)和確認(rèn)。
3、集思廣益，博采眾長(zhǎng)
中標(biāo)方案僅為一家單位的設(shè)計(jì)成果，其設(shè)計(jì)思路的局限性在所 難免。而設(shè)計(jì)招標(biāo)過(guò)程中，少則三家，多則十幾家單位參與設(shè)計(jì)，各投標(biāo)方案的設(shè)計(jì)手法、設(shè)計(jì)亮點(diǎn)對(duì)開(kāi)拓建設(shè)單位和中標(biāo)設(shè)計(jì)單位的思路是有價(jià)值的，可以在設(shè)計(jì)方案優(yōu)化階段集思廣益、博采眾長(zhǎng)，充分借鑒其他投標(biāo)方案的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)中標(biāo)方案進(jìn)行優(yōu)化完善。
鑒于這些情況 對(duì)于工程建設(shè)項(xiàng)目，尤其是大型復(fù)雜建設(shè)項(xiàng)目，方案優(yōu)化工作已成為工程建設(shè)過(guò)程中不可或缺的工作程序和環(huán)節(jié)。建設(shè)單位要摒棄建筑設(shè)計(jì)方案優(yōu)化可有可無(wú)的思想誤區(qū)，在設(shè)計(jì)招標(biāo)結(jié)束后不要急于展開(kāi)后續(xù)設(shè)計(jì)，而要發(fā)揮各方優(yōu)勢(shì)，對(duì)中 標(biāo)方案進(jìn)行充分的優(yōu)化和深化，使各項(xiàng)功能指標(biāo)及技術(shù)措施更為合理，建筑風(fēng)格定位更為準(zhǔn)確，造價(jià)與運(yùn)營(yíng)成本更為經(jīng)濟(jì)，并為后續(xù)工程設(shè)計(jì)、工程施工等環(huán)節(jié)提供科學(xué)、系統(tǒng)的工作依據(jù)。
二、建筑設(shè)計(jì)方案優(yōu)化的風(fēng)險(xiǎn)與原則
建筑設(shè)計(jì)方案優(yōu)化的初衷往往都是好的，但是否所有的優(yōu)化工作都能夠?qū)崿F(xiàn)目標(biāo)呢？一些建設(shè)單位和設(shè)計(jì)單位雖然投入了大量精力、時(shí)間進(jìn)行方案優(yōu)化，但由于工作方法不當(dāng)，往往出現(xiàn)調(diào)改了一個(gè)地方，卻引發(fā)更多相關(guān)問(wèn)題的現(xiàn)象。 因此，為了實(shí)現(xiàn)優(yōu)化目標(biāo)，達(dá)到理想的優(yōu)化效果，在建筑設(shè) 計(jì)方案優(yōu)化過(guò)程中，如下幾條原則是應(yīng)該嚴(yán)格遵循的：
1、堅(jiān)持并充分發(fā)揮專業(yè)人員的主導(dǎo)作用
優(yōu)化不成反遭劣化的原因可能來(lái)自多方面，但非專業(yè)因素過(guò)多地干預(yù)甚至主導(dǎo)優(yōu)化過(guò)程是其中一項(xiàng)主要原因，一方面是建設(shè)單位的參與熱情或領(lǐng)導(dǎo)的主觀意愿不知不覺(jué)中影響或壓制了建筑師的創(chuàng)作空間：另一方面，中標(biāo)單位也常常存在任務(wù)完成式的被動(dòng)工作心態(tài)“既然已經(jīng)中標(biāo)了 業(yè)主單位說(shuō)怎么改就怎么改吧! ”結(jié)果是系統(tǒng)思考不足引發(fā)更多的問(wèn)題，造成方案的劣化。雖然建筑設(shè)計(jì)方案優(yōu)化是一項(xiàng)需要多方參與、博采眾長(zhǎng)的 活動(dòng)，但同時(shí)也是一項(xiàng)專業(yè)性極強(qiáng)的工作。為確保優(yōu)化方案的科學(xué)性與合理性，來(lái)自各方面的的意見(jiàn)與建議必須要經(jīng)過(guò)建筑師 的整理、甄別與過(guò)濾后，通過(guò)專業(yè)的設(shè)計(jì)手段與技術(shù)舉措加以落實(shí)。建筑師要摒棄任務(wù)完成式的消極態(tài)度。積極承擔(dān)起方案優(yōu)化的主導(dǎo)責(zé)任。同時(shí)，建設(shè)單位要給予建筑師以充分的信任與授權(quán)，并在工作程序、機(jī)制上給予保證。
2、識(shí)別并堅(jiān)持中標(biāo)設(shè)計(jì)方案的精髓，避免顛覆性的修改
設(shè)計(jì)招投標(biāo)制度對(duì)中標(biāo)方案的法律地位是有明確規(guī)定的，且大型重要項(xiàng)目的中標(biāo)方案一般都經(jīng)過(guò)了建設(shè)單位高層領(lǐng)導(dǎo)的認(rèn)可，所以不能敞開(kāi)來(lái)優(yōu)化，而是應(yīng)該充分挖掘、識(shí)別、提煉出原有中標(biāo)方案的亮點(diǎn)，在保持原有方案精髓的基礎(chǔ)上開(kāi)展設(shè)計(jì)優(yōu)化。
三、建筑工程設(shè)計(jì)方案優(yōu)化的途徑。
1、主管部門應(yīng)加強(qiáng)對(duì)優(yōu)化設(shè)計(jì)工作的監(jiān)控
作為《建設(shè)工程質(zhì)量管理?xiàng)l例》配套文件之一的《建筑工程施工圖設(shè)計(jì)文件審查暫行辦法》已由建設(shè)部頒布施行，它的實(shí)施將對(duì)控制設(shè)計(jì)質(zhì)量提供重要保證，但《辦法》中規(guī)定的審查主要針對(duì)設(shè)計(jì)單位的資質(zhì)、設(shè)計(jì)收費(fèi)、建設(shè)手續(xù)、規(guī)范的執(zhí)行情況、新材料新工藝的推廣應(yīng)用等方面的內(nèi)容，缺乏對(duì)方案的經(jīng)濟(jì)性及功能的合理性內(nèi)容的審查要求。因此，為保證設(shè)計(jì)方案優(yōu)化工作的順利開(kāi)展，建設(shè)主管部門在執(zhí)行《辦法》的同時(shí)，還要制定設(shè)計(jì)方案優(yōu)化的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)和具體實(shí)施細(xì)則，并增加專業(yè)技術(shù)人員配備和審查力度，對(duì)各階段設(shè)計(jì)成果進(jìn)行全面審查。既要審查技術(shù)可行性，又要審查經(jīng)濟(jì)合理性。
2、推廣標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)
標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)又稱定型設(shè)計(jì)、通用設(shè)計(jì)，是工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化的組成部分。各類工程建設(shè)的構(gòu)件、配件、零部件、通用的建筑物、構(gòu)筑物、公用設(shè)施等，只要有條件的，都應(yīng)該實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)。采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)有：設(shè)計(jì)質(zhì)量比一般工程設(shè)計(jì)質(zhì)量高；可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，加快工程建設(shè)進(jìn)度；可以節(jié)約建筑材料，降低工程造價(jià)。
3、建立必要的設(shè)計(jì)競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制
為保證設(shè)計(jì)市場(chǎng)的公平競(jìng)爭(zhēng)，設(shè)計(jì)經(jīng)營(yíng)也應(yīng)采用招標(biāo)投標(biāo)。
（1）作為業(yè)主，應(yīng)明確設(shè)計(jì)招標(biāo)雖需多支付設(shè)計(jì)費(fèi)和增加前期準(zhǔn)備時(shí)間，但設(shè)計(jì)方案優(yōu)化可節(jié)省更多的投資。為此，各地首先應(yīng)成立合法的設(shè)計(jì)招標(biāo)機(jī)構(gòu)。
篇8
隨著我國(guó)房地產(chǎn)行業(yè)的快速發(fā)展，房屋建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也在不斷響應(yīng)時(shí)代的要求。在房屋緊缺的年代，房屋的實(shí)用性是房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)考慮的最主要因素。如今，時(shí)代在變化，對(duì)房屋建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求從實(shí)用性轉(zhuǎn)變成為了實(shí)用性與美觀性并存。同時(shí)對(duì)房屋建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)還要考慮到房屋施工的時(shí)間與材料等一系列因素。房屋建筑的設(shè)計(jì)理念是房屋施工建設(shè)的重要內(nèi)容，因此房屋建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化，對(duì)我國(guó)房屋建筑行業(yè)具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。
1.房屋的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)模型和設(shè)計(jì)方案
房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)主要在：基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)、屋蓋系統(tǒng)方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)細(xì)部設(shè)計(jì)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。除此之外，在優(yōu)化的過(guò)程中還要考慮到布置、受力分析、造價(jià)分析等方面，對(duì)于整體結(jié)構(gòu)優(yōu)化，最終達(dá)到預(yù)想的優(yōu)化目的。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，一定要嚴(yán)格的遵照設(shè)計(jì)的理念，對(duì)于平面的設(shè)計(jì)一定要規(guī)則對(duì)稱是剛性度有質(zhì)量中心最大限度的重合，這樣對(duì)于整體的質(zhì)量框架能夠更加的堅(jiān)固。結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，可以使工程更加的有保證，對(duì)于整體設(shè)計(jì)理念更加的符合工程的要求。
1.1結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的函數(shù)模型
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化就是在各種影響變量中選擇主要參數(shù)，并建立函數(shù)模型，運(yùn)用科學(xué)合理的方法得出最優(yōu)解。結(jié)構(gòu)總體的優(yōu)化建立模型的大致步驟是：設(shè)計(jì)變量的合理選擇。通常的設(shè)計(jì)變量選擇對(duì)設(shè)計(jì)要求影響較大的參數(shù)，將所涉及的參數(shù)按照各自的重要性區(qū)分，將對(duì)變化影響不大的參數(shù)定為預(yù)定參數(shù)，通過(guò)這種方法可減少很多計(jì)算編程的工作量。目標(biāo)函數(shù)的確定。使用函數(shù)找出滿足既定條件的最優(yōu)解。最后，約束條件的確定。
1.2房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法
（1）當(dāng)結(jié)構(gòu)平面圖在繪制結(jié)構(gòu)平面布置圖時(shí)，需要輸入結(jié)構(gòu)軟件進(jìn)行建模。建筑物根據(jù)設(shè)防類別、烈度、結(jié)構(gòu)類型和房屋高度進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算和構(gòu)造措施要求。
（2）屋頂（面）結(jié)構(gòu)圖當(dāng)建筑是坡屋面時(shí)，結(jié)構(gòu)處理方式有梁板與及折板式兩種。梁板式適用于建筑平面不規(guī)整，板跨度較大，屋面坡度及屋脊線轉(zhuǎn)折復(fù)雜的坡屋面，折板式適用于相反的條件。兩種形式的板均為偏心受拉構(gòu)件。板配筋時(shí)應(yīng)有部分或全部的板負(fù)筋拉通以抵抗拉力。
1.3房屋建筑的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案
結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)多個(gè)變量、多個(gè)約束條件，屬于一個(gè)非線性的優(yōu)化問(wèn)題，設(shè)定計(jì)算方案時(shí)，常將有約束條件轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)約束條件來(lái)計(jì)算。常用的方法有拉氏乘子法、符合型法等。完成計(jì)算方案的設(shè)定后只需編制相應(yīng)適用的運(yùn)算程序即可得到我們的最終優(yōu)化結(jié)果。
2.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化在應(yīng)用中注意事項(xiàng)
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化主要應(yīng)用在對(duì)于房屋建設(shè)的整體規(guī)劃、地基建設(shè)、抗震設(shè)計(jì)、水電管道設(shè)計(jì)中都發(fā)揮著重要的作用。房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化可以使房屋的實(shí)用性與美觀性達(dá)到完美的融合，還可以降低工程的運(yùn)行成本，提高建設(shè)效率。但是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化在應(yīng)用中還需要注意一下幾個(gè)方面：
2.1前期方案
前期方案是整個(gè)工程運(yùn)作開(kāi)始的階段，也是非常重要的階段，因?yàn)樗苯記Q定了工程建筑的成本預(yù)算。如果房屋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)沒(méi)有與前期方案的制定進(jìn)行協(xié)調(diào)，就會(huì)造成各司其職，不能完成最后的和諧統(tǒng)一。因此未來(lái)的房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該參與到建筑師對(duì)房屋建筑的設(shè)計(jì)中去，互相聽(tīng)取雙方的意見(jiàn)，達(dá)到利益的最大化。良好的開(kāi)始是成功的一半，因此前期方案要充分考慮到對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中可能產(chǎn)生的問(wèn)題，雙方深入的討論，直至達(dá)成一致的意見(jiàn)，互惠互利，降低建筑投資總成本。
2.2細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化
概念設(shè)計(jì)應(yīng)用于沒(méi)有具體數(shù)值量化的情況，設(shè)計(jì)過(guò)程中需要設(shè)計(jì)人員靈活的運(yùn)用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的方法，達(dá)到最佳的效果。與宏觀把握相對(duì)應(yīng)的，設(shè)計(jì)的過(guò)程同時(shí)要注意對(duì)于細(xì)部的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化，比如現(xiàn)澆板中的異形板拐角處易出現(xiàn)裂縫，可劃分為矩形板。注意鋼筋的選擇，I級(jí)鋼和冷軋帶肋鋼市場(chǎng)價(jià)格差不多，但是他們的極限抗拉力卻相差很大，所以在塑性滿足要求的情況下，現(xiàn)澆板的受力鋼筋就可選擇冷軋帶肋鋼筋。
3.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的意義
3.1節(jié)約建筑成本
對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō)，獲得利益是最終的目標(biāo)。獲得收益是企業(yè)發(fā)展的目的，尤其是建筑行業(yè)。隨著人們對(duì)房屋結(jié)構(gòu)要求的提高，以前的工程設(shè)計(jì)圖與施工方案很難滿足人們的要求，而且舊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式，也會(huì)增加企業(yè)的成本，使企業(yè)獲得的收益降低。因此各個(gè)建筑行業(yè)都要尋求一個(gè)兩全其美的辦法，既能夠節(jié)約建筑成本，又可以提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)還可以滿足人們的需求。這就需要對(duì)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化改革。
3.2提高房屋建筑結(jié)構(gòu)實(shí)用性
如今土地資源緊缺，經(jīng)過(guò)政府的合理的城市規(guī)劃，提出了改善房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的辦法。近年來(lái)我國(guó)高層建筑鱗次櫛比，已經(jīng)逐漸形成了建筑設(shè)計(jì)的特色。為了應(yīng)對(duì)高層樓房的現(xiàn)實(shí)因素，也需要對(duì)房屋建設(shè)的總體進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)用性。房屋的設(shè)計(jì)要考慮到安全的因素，房屋的層級(jí)不同，對(duì)施工的要求也會(huì)不斷增加，相關(guān)材料的使用標(biāo)準(zhǔn)也是不同的。房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化要考慮到流水管道的排列問(wèn)題，電線在墻體的走向問(wèn)題、媒體管道的安置問(wèn)題、還有地?zé)峁┡艿赖呐帕袉?wèn)題等等。同時(shí)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者還要考慮不同樓層的采光條件，還有室內(nèi)格局。好的格局也是人們選擇房屋的關(guān)鍵。各種實(shí)際問(wèn)題都構(gòu)成了房屋建筑的實(shí)用性問(wèn)題。因此對(duì)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化，可以很好的解決上述問(wèn)題帶給人們的困擾，提供給人們一個(gè)安心、舒心的住宅環(huán)境。近年來(lái)，人們對(duì)住宅的美觀性也在不斷提升，這跟房屋的格局，和整棟樓房的整體形態(tài)有關(guān)，為了不斷適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展要求，滿足人們的各種需求，要求我們要對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化與應(yīng)用。
4.結(jié)語(yǔ)
對(duì)于房屋建設(shè)來(lái)說(shuō)，房屋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)尤為重要，優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以節(jié)約房屋建設(shè)的成本，提高房屋建設(shè)的效率，不僅可以提高專業(yè)技術(shù)的指標(biāo)，而且還能符合廣大受眾的需求。本文通過(guò)對(duì)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的模型和設(shè)計(jì)方案，提出了一些好的措施，針對(duì)現(xiàn)行的房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在實(shí)際應(yīng)用中存在的問(wèn)題，提出相應(yīng)的解決方案。房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化可以設(shè)計(jì)出更合理的房屋建造模式。滿足人們對(duì)房屋結(jié)構(gòu)的要求，設(shè)計(jì)出高質(zhì)量、安全、舒適、健康的生存環(huán)境。推進(jìn)我國(guó)建筑行業(yè)向更廣闊的方向發(fā)展。 [科]
篇9
1.1、安全性
在房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化的過(guò)程中的過(guò)程中首先要考慮的就是穩(wěn)定性與房屋建筑結(jié)構(gòu)的安全性，并且在優(yōu)化時(shí)要盡量節(jié)約房屋建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化成本，在進(jìn)行優(yōu)化方案設(shè)計(jì)的過(guò)程中要緊跟當(dāng)今社會(huì)所倡導(dǎo)的綠色健康無(wú)公害的步伐，積極將健康綠色的理念引入到房屋建筑設(shè)計(jì)的方案中。另一方面房屋建筑優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也應(yīng)積極響應(yīng)國(guó)家所倡導(dǎo)的節(jié)能理念，要充分利用自然能，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮怎么設(shè)計(jì)才能讓自然能發(fā)揮其最佳的效果。
1.2、環(huán)保性
房屋基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)直接關(guān)系到房屋結(jié)構(gòu)的整體功能和穩(wěn)定，因此在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中要全面應(yīng)用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法，對(duì)地基地質(zhì)、樁基類型、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)等方面的設(shè)計(jì)進(jìn)行全面地控制，合理確定樁基工程的形式，把握樁身長(zhǎng)度和直徑，優(yōu)化基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的方案，確定基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、施工技術(shù)和資金投入的平衡點(diǎn)，在全面進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的基礎(chǔ)上，提升和保證房屋整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
1.3、經(jīng)濟(jì)性
考慮開(kāi)發(fā)商的經(jīng)濟(jì)效益設(shè)計(jì)師們?cè)趦?yōu)化結(jié)構(gòu)時(shí)，也要考慮建筑項(xiàng)目資源分配的最優(yōu)化，盡力的為開(kāi)發(fā)商節(jié)約資源和成本。
1.4、創(chuàng)新性
實(shí)驗(yàn)一些新的結(jié)構(gòu)和思路建筑設(shè)計(jì)師在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行綜合考慮時(shí)，需要充分結(jié)合之前的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，大膽的進(jìn)行創(chuàng)新，實(shí)驗(yàn)一些新的結(jié)構(gòu)和思路，不斷引進(jìn)新的技術(shù)。總之，要注重使得其設(shè)計(jì)的建筑作品在優(yōu)化的同時(shí)也要具有實(shí)用價(jià)值。
2、房屋建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法
2.1、建立結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型
結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)通常情況下分為兩部分，一部分是結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)模型，另一部分就是結(jié)構(gòu)優(yōu)化計(jì)算方案。所謂的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化就是變量中選擇出主要的參數(shù)，然后根據(jù)數(shù)據(jù)分析建立起函數(shù)模型，運(yùn)用函數(shù)模型借助較為科學(xué)的方法計(jì)算出最優(yōu)解。建立模型的步驟一般有以下幾步：一、選擇合理的設(shè)計(jì)變量。設(shè)計(jì)變量的選擇對(duì)于模型的構(gòu)建具有重要的意義，設(shè)計(jì)變量的選擇將會(huì)影響到對(duì)設(shè)計(jì)要求影響較大的參數(shù)的選擇，進(jìn)一步涉及到參數(shù)重要性的區(qū)分問(wèn)題。選擇出了合理的設(shè)計(jì)變量在很大的程度上能夠減少計(jì)算編程的工作量；二、確定目標(biāo)函數(shù)。首先找出滿足函數(shù)條件的最優(yōu)解，然后確定約束條件。在房屋的優(yōu)化設(shè)計(jì)中存在著很多的約束條件，其中有：應(yīng)力約束、裂縫寬度約束、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度約束、尺寸約束、從彈塑性約束等，在進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)要確保所有的約束條件都在規(guī)定的范圍內(nèi)，能夠滿足設(shè)計(jì)規(guī)范，即在規(guī)范條件內(nèi)滿足約束條件。
2.2、設(shè)計(jì)計(jì)算方案和程序
在進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)保證計(jì)算方案合理優(yōu)化。在這個(gè)過(guò)程中，涉及很多約束條件和變量，所以在設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行計(jì)算中，要了解這些約束條件，然后進(jìn)行合理的分析，最后考慮工程的變量，運(yùn)用數(shù)學(xué)計(jì)算方式，進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。在模型建立和設(shè)計(jì)方案確定后，設(shè)計(jì)人員要根據(jù)設(shè)計(jì)方案制定相應(yīng)的程序，然后將這些變量錄入到計(jì)算機(jī)中，然后有設(shè)計(jì)變動(dòng)，就要在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)上進(jìn)行改寫，將新的程序錄入到計(jì)算機(jī)中。計(jì)算機(jī)在計(jì)算中只需要相關(guān)編程數(shù)據(jù)，然后計(jì)算出對(duì)應(yīng)的結(jié)果。
2.3、認(rèn)真分析統(tǒng)計(jì)結(jié)論
設(shè)計(jì)師在進(jìn)行大量復(fù)雜的計(jì)算之后，要認(rèn)真對(duì)統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行分析，并找出各個(gè)設(shè)計(jì)方案所得結(jié)果的異同，綜合考慮設(shè)計(jì)情況與進(jìn)展確定最優(yōu)設(shè)計(jì)方案。在進(jìn)行結(jié)論分析時(shí)，設(shè)計(jì)師還有對(duì)一些細(xì)節(jié)問(wèn)題多加留意。房屋的建設(shè)是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，需要消耗大量的人力、物力，建設(shè)成本對(duì)于建設(shè)單位的利益和房屋使用者的利益都有很大的影響。因此，設(shè)計(jì)師需要在把握細(xì)節(jié)的基礎(chǔ)上，從宏觀上把握當(dāng)事人的利用，有效節(jié)約建設(shè)成本，進(jìn)一步優(yōu)化建設(shè)方案。在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)師要杜絕脫離建筑實(shí)際，盲目追求創(chuàng)新的現(xiàn)象。同時(shí)，設(shè)計(jì)師應(yīng)當(dāng)具有全局意識(shí)，一切從企業(yè)、人民的利益出發(fā)。
2.4、靈活運(yùn)用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范
設(shè)計(jì)人員需要全面理解規(guī)范條文，正確靈活的運(yùn)用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范。例如在規(guī)范中對(duì)剪力墻設(shè)計(jì)的要求是剪力墻需要上下貫通，剪力墻的布置位置最好是在結(jié)構(gòu)的，因?yàn)檫@樣可以增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的抗扭作用，從而讓建筑結(jié)構(gòu)的剛度有連貫性且變化情況穩(wěn)定，但是作為一個(gè)優(yōu)秀的工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師，應(yīng)該靈活運(yùn)用這個(gè)要求，不僅要考慮規(guī)范的要求，還需要考慮溫度對(duì)樓層的影響，從而控制剪力墻的間距，防止剪力墻裂縫增大而增加建筑結(jié)構(gòu)的不安因素。
2.5、具體設(shè)計(jì)要點(diǎn)把控
2.5.1、主體優(yōu)化
房屋建筑的上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)建立相應(yīng)的模型并進(jìn)行系統(tǒng)的優(yōu)化。整個(gè)過(guò)程最先一步就應(yīng)當(dāng)合理地設(shè)置剪力墻，保證剪力墻整體的質(zhì)量是均勻的，這樣能將樓層中平面剛度的中心點(diǎn)重合于樓層整體的結(jié)構(gòu)重心，從而減少地震或者風(fēng)力等對(duì)其的破壞性。在房屋建設(shè)時(shí)，如果條件允許，要盡可能地對(duì)剪力墻進(jìn)行大開(kāi)間的構(gòu)造，加長(zhǎng)剪力墻的墻肢長(zhǎng)度，這樣就能減少墻肢的數(shù)量，還能在符合標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上減少混凝土的使用。
2.5.2、結(jié)構(gòu)細(xì)部?jī)?yōu)化
對(duì)于房屋建筑結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，一定要重視房屋建筑的分部結(jié)構(gòu)優(yōu)化工作。首先，在建筑物進(jìn)行前期設(shè)計(jì)時(shí)，就應(yīng)該深入考慮方案的合理性，為后期結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)做好鋪墊，才能完成合理完整的建筑物。與此同時(shí)，中國(guó)有句老話叫“千里之堤毀于蟻穴”，說(shuō)的就是重視細(xì)節(jié)的道理，主體結(jié)構(gòu)構(gòu)建好了，但是如果局部位置出現(xiàn)問(wèn)題，將危及整座建筑物，結(jié)構(gòu)細(xì)部的優(yōu)化工作包括了結(jié)構(gòu)細(xì)部的設(shè)計(jì)工作，如平時(shí)我們工作中給常見(jiàn)的矩形現(xiàn)澆板做設(shè)計(jì)時(shí)，需要對(duì)其先做分析，避免在拐角處有裂縫，這都是細(xì)節(jié)，但如果不注意，引起的后果將不堪設(shè)想。
2.6、注重利用計(jì)算機(jī)技術(shù)
通過(guò)建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的結(jié)合，設(shè)計(jì)師利用計(jì)算機(jī)仿真的設(shè)計(jì)優(yōu)化方法對(duì)建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)帶來(lái)了很多新的思路。建筑設(shè)計(jì)師能夠利用計(jì)算機(jī)軟件建立各種便于分析的模型并通過(guò)計(jì)算機(jī)的優(yōu)化計(jì)算為設(shè)計(jì)師提供精確的數(shù)據(jù)最后達(dá)到建筑設(shè)計(jì)的優(yōu)化。計(jì)算機(jī)技術(shù)的運(yùn)用可以說(shuō)把建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)這樣一個(gè)工程的問(wèn)題轉(zhuǎn)變成一個(gè)數(shù)學(xué)的問(wèn)題。特別對(duì)于大型的復(fù)雜的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，計(jì)算其技術(shù)擁有人腦不可替代的優(yōu)勢(shì)。對(duì)于一些超高建筑的抗震、抗風(fēng)等等設(shè)計(jì)問(wèn)題計(jì)算機(jī)技術(shù)的合理運(yùn)用能夠分析得到很多精確的數(shù)據(jù)為建筑設(shè)計(jì)師在具體的設(shè)計(jì)中提供可靠的參考數(shù)據(jù)，可以大大提高建筑設(shè)計(jì)師的工作效率。
總言之，現(xiàn)今隨著我國(guó)建筑工程項(xiàng)目的逐漸展開(kāi)，有關(guān)建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的問(wèn)題將更加的突出，為了有效的適應(yīng)城市的整體美觀規(guī)劃，相關(guān)人員要不斷強(qiáng)化對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，在保證建筑基礎(chǔ)功能的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)，提高建筑主體的質(zhì)量，已最終滿足人們對(duì)房屋建筑的現(xiàn)實(shí)需求。
參考文獻(xiàn)
[1]何冬霞.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的實(shí)際應(yīng)用[J].中華民居（下旬刊），2013，10：18-19.
篇10
0 引 言
蒸發(fā)冷卻器是一種將水冷與空冷、傳熱與傳質(zhì)過(guò)程融為一體且兼有兩者之長(zhǎng)的高效節(jié)能冷卻設(shè)備，具有結(jié)構(gòu)緊湊、傳熱效率高、投資省、操作費(fèi)用低，以及安裝和維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于化工、冶金、建筑等領(lǐng)域.該設(shè)備的工作原理是向不飽和氣體噴灑液態(tài)水，通過(guò)水與氣體的接觸換熱以及水的蒸發(fā)吸熱迅速降低氣體溫度.
蒸發(fā)冷卻理論的形成可上溯到18世紀(jì)道爾頓提出的蒸發(fā)理論.1952年，CHUKLIN提出一種關(guān)于蒸發(fā)式冷卻器管內(nèi)制冷劑冷凝設(shè)計(jì)的普遍化方法，并將蒸發(fā)冷卻技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)制冷，蒸發(fā)冷卻器從此正式走向工藝化應(yīng)用階段.此后，眾多專家學(xué)者通過(guò)多種組合實(shí)驗(yàn)總結(jié)出一系列傳熱膜系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)公式，初步完善蒸發(fā)冷卻器的工程應(yīng)用參考.[1-2]20世紀(jì)80年代以來(lái)，對(duì)蒸發(fā)冷卻器的強(qiáng)烈需求和計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的飛速發(fā)展，使得蒸發(fā)冷卻理論和模擬研究達(dá)到新的高度.WEBB[3]較早推出統(tǒng)一的蒸發(fā)冷卻理論模型，采用不同的相關(guān)系數(shù)區(qū)分水膜的傳熱系數(shù)和通過(guò)水膜傳遞給空氣流的傳質(zhì)系數(shù).隨后，包括PASCAL等[4]很多人都提出自己理論模型，但到目前為止，尚沒(méi)有一種獲得公認(rèn)的蒸發(fā)冷卻換熱機(jī)理的準(zhǔn)確模型.除運(yùn)用傳熱傳質(zhì)理論來(lái)分析蒸發(fā)冷卻過(guò)程外，BORIS[5]和QURESHI等[6]從熱力學(xué)角度研究蒸發(fā)換熱模型，在系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)上獲得良好的效果，但并沒(méi)有從根本上改變目前理論模型難以準(zhǔn)確表述傳熱傳質(zhì)過(guò)程的窘境.
盡管蒸發(fā)換熱的精確模型還有待更進(jìn)一步研究，但采用現(xiàn)有模型的相關(guān)模擬已被大量應(yīng)用，如FOUDA等[7]、QURESHI等[8]和WU等[9]都對(duì)蒸發(fā)冷卻器進(jìn)行數(shù)值仿真研究.然而，目前的研究大部分都集中在空調(diào)制冷方向，對(duì)于大型的工業(yè)高溫氣體冷卻研究較少.本文針對(duì)目前鋼鐵冶金領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的轉(zhuǎn)爐煤氣干法除塵系統(tǒng)中的蒸發(fā)冷卻器進(jìn)行仿真分析，并對(duì)該系統(tǒng)特有的流場(chǎng)結(jié)構(gòu)下的噴淋布置方案進(jìn)行優(yōu)化.
1 數(shù)值方法
轉(zhuǎn)爐煤氣干法除塵系統(tǒng)是指在轉(zhuǎn)爐鋼水吹煉過(guò)程中，煙氣由活動(dòng)煙罩捕集并經(jīng)余熱鍋爐冷卻至1 273 K左右的轉(zhuǎn)爐煤氣，首先進(jìn)入蒸發(fā)冷卻器降溫、調(diào)質(zhì)和粗除塵，溫度降至473 K左右后，進(jìn)入靜電除塵器進(jìn)行精除塵；經(jīng)過(guò)精除塵后的煤氣，根據(jù)其品質(zhì)及生產(chǎn)狀況回收或放散.[10]在該系統(tǒng)的蒸發(fā)冷卻器中，高壓液態(tài)水經(jīng)設(shè)備入口附近的噴槍噴灑到高溫氣體中，高壓作用下的液態(tài)水在噴口形成霧化液滴.此過(guò)程中液態(tài)水滴所占體積很小，故可僅考慮氣相對(duì)液滴的作用，忽略由于液滴體積和運(yùn)動(dòng)對(duì)氣相造成的能量和動(dòng)量影響.因此，本文采用離散相模型（Discrete Phase Model，DPM）模擬氣-液兩相流動(dòng)，并在分散相液滴上應(yīng)用蒸發(fā)換熱模型，在DPM中選擇霧化器模型.
1.1 連續(xù)相控制方程
1.2 離散相控制方程
1.2.1 離散相運(yùn)動(dòng)方程
1.2.2 離散相的傳熱和傳質(zhì)模型
當(dāng)液滴溫度低于蒸發(fā)溫度時(shí)，采用熱平衡方程關(guān)聯(lián)液滴溫度Tp與其表面的對(duì)流傳熱[11]，即
1.2.3 兩相間的耦合
在計(jì)算液滴運(yùn)動(dòng)軌跡的同時(shí)，跟蹤計(jì)算液滴沿軌道運(yùn)動(dòng)的熱量、質(zhì)量和動(dòng)量的得失，并將這些量作用于隨后的連續(xù)相計(jì)算中.交替求解離散相與連續(xù)相的控制方程，直到二者均收斂為止，實(shí)現(xiàn)雙向耦合計(jì)算.
2 應(yīng)用算例
2.1 計(jì)算模型
以某鋼廠200 t級(jí)轉(zhuǎn)爐蒸發(fā)冷卻器為研究對(duì)象，其入口直徑為3.825 m；U型段在水平方向上投影長(zhǎng)度為7 m，直徑與入口直徑相同；噴槍位于U型段末端，本體直筒高為21 m，直徑為5.224 m.蒸發(fā)冷卻器三維模型及網(wǎng)格劃分示意見(jiàn)圖1.
按照傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，18個(gè)噴槍在圓周方向上均勻布置，噴槍之間的角度間隔θ=20°，見(jiàn)圖2，其中：1，2，17和18號(hào)噴槍的插入深度為945 mm， 其他噴槍插入深度為600 mm.
噴槍噴管直徑為315 mm，噴嘴直徑為420 mm.噴管工作壓力為0.3 MPa.假設(shè)噴嘴在0.3 MPa壓力條件下冷卻水完全霧化且液滴呈30°實(shí)心圓錐體狀噴出，以此作為DPM模型的入口邊界條件.
計(jì)算網(wǎng)格采用完全結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，對(duì)噴嘴附近區(qū)域局部加密，網(wǎng)格數(shù)約為120萬(wàn)個(gè)，最小網(wǎng)格尺寸約10 mm，遠(yuǎn)小于噴嘴直徑.
由于系統(tǒng)龐大，蒸發(fā)冷卻器被布置在一個(gè)180°的管道彎頭后，進(jìn)入蒸發(fā)冷卻器的氣流受此彎頭影響會(huì)明顯向彎管外側(cè)偏斜，傳統(tǒng)噴槍均勻布置方案必然無(wú)法達(dá)到理想的冷卻效果，因此必須優(yōu)化設(shè)計(jì)蒸發(fā)冷卻器上18個(gè)噴槍的霧化噴口方案，保證蒸發(fā)冷卻器出口溫度均衡為473±20 K，否則會(huì)影響下一步靜電除塵器工作；另外，還要盡量減少蒸發(fā)冷卻器上端壁面的高溫（>573 K）區(qū)域，以減少該區(qū)域耐高溫材料的使用量，降低成本.
2.2 計(jì)算工況及邊界條件
入口條件：煤氣流量為105 N?m3/h，溫度為1 273 K，密度為1.362 kg/m3，定壓比熱容為1.518 kJ/（m3?K），導(dǎo)熱系數(shù)為0.022 2 W/（m?K），動(dòng)力黏度為1.61×10-5 Pa?s.出口為壓力出口邊界條件，表壓為-150 Pa.壁面為無(wú)滑移邊界條件.
DPM噴射條件為：（1）水流質(zhì)量入口12.795 18 kg/s，18個(gè)噴槍均分該水量；（2）根據(jù)設(shè)備廠家提供的參數(shù)，蒸發(fā)冷卻器中的噴槍噴灑出的平均噴射粒徑為60 μm；（3）液滴溫度為306 K.
2.3 計(jì)算結(jié)果及分析
對(duì)不噴灑液滴情況下的蒸發(fā)冷卻器流場(chǎng)進(jìn)行仿真，結(jié)果見(jiàn)圖3.由此可知：蒸發(fā)冷卻器入口前的U型彎管對(duì)煤氣的速度分布產(chǎn)生很大影響，導(dǎo)致煤氣流量在蒸發(fā)冷卻器入口截面上分布不均勻，流動(dòng)在彎管外側(cè)明顯較強(qiáng)而在內(nèi)側(cè)很弱，這就要求在流動(dòng)較強(qiáng)一側(cè)設(shè)置更大的噴淋量.
通過(guò)反復(fù)調(diào)整噴槍布置并對(duì)比仿真結(jié)果，得到一種優(yōu)化方案，見(jiàn)圖4.圖中編號(hào)對(duì)應(yīng)的線條代表噴槍的位置和插入深度（具體數(shù)值見(jiàn)表1）.該優(yōu)化方案的模擬結(jié)果見(jiàn)圖5，噴槍在蒸發(fā)冷卻器右側(cè)密集，使得右側(cè)高溫得到一定緩解，入口下方7 m處壁面最高溫度為562 K，入口下方6 m處壁面最高溫度為595 K，高溫區(qū)域集中在蒸發(fā)冷卻器入口下方7 m的范圍內(nèi).
優(yōu)化前后截面y=-9 m和出口的溫度場(chǎng)比較見(jiàn)圖6和7.優(yōu)化前后截面的溫度及偏差范圍（定義為（（最高溫-最低溫）/最低溫）×100%）見(jiàn)表2.
由圖6和7及表2可以看出：通過(guò)仿真優(yōu)化，截面溫度不均勻性得到明顯改善，出口處溫度由優(yōu)化前的473±40 K，縮小至473±9 K范圍以內(nèi)，滿足473±20 K的設(shè)計(jì)要求；出口截面左側(cè)溫度高于右側(cè)，說(shuō)明如果進(jìn)一步增強(qiáng)右側(cè)的噴淋強(qiáng)度，雖然可以減少蒸發(fā)冷卻器壁面高溫區(qū)域，但出口右側(cè)的溫度可能會(huì)過(guò)低，甚至有可能導(dǎo)致機(jī)械水的產(chǎn)生，不滿足設(shè)計(jì)要求.優(yōu)化后其他截面的溫度分布見(jiàn)圖8和9，各截面的最低溫度均超過(guò)373 K，因此可以判斷流場(chǎng)不存在機(jī)械水.
蒸發(fā)冷卻器中按照溫度渲染的噴淋液滴的流動(dòng)跡線見(jiàn)圖10.由此可知，噴淋液滴全部蒸發(fā)，沒(méi)有碰到內(nèi)壁，不易引起濕壁和積灰結(jié)垢.
3 結(jié) 論
采用DPM對(duì)轉(zhuǎn)爐干法除塵系統(tǒng)中蒸發(fā)冷卻器的工作過(guò)程進(jìn)行模擬，成功將蒸發(fā)換熱模型施加在離散液滴上.通過(guò)該數(shù)值方法對(duì)某干法除塵系統(tǒng)中蒸發(fā)冷卻器的噴淋布置方案進(jìn)行優(yōu)化，蒸發(fā)冷卻器出口溫度偏差范圍由原設(shè)計(jì)方案的18.6%降低至3.4%，滿足473±20 K設(shè)計(jì)要求；同時(shí)，蒸發(fā)冷卻器壁面的高溫區(qū)域減小，從而降低制造成本，提高系統(tǒng)的運(yùn)行性能.
需要指出的是，由于工程尚未投產(chǎn)，缺乏實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)，本文采用的數(shù)值計(jì)算方法有待進(jìn)一步確認(rèn).待條件成熟，可結(jié)合測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)該方法進(jìn)行驗(yàn)證與優(yōu)化，為未來(lái)蒸發(fā)冷卻器的持續(xù)改進(jìn)與方案創(chuàng)新提供支撐.
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篇11
1．導(dǎo)學(xué)案問(wèn)題設(shè)計(jì)習(xí)題化。有些教師將導(dǎo)學(xué)案“知識(shí)問(wèn)題化”誤解為“知識(shí)習(xí)題化”，于是導(dǎo)學(xué)案被異化為習(xí)題的堆砌，完全喪失了導(dǎo)學(xué)案的價(jià)值和功能。例如，高三年級(jí)政治導(dǎo)學(xué)案摘錄。問(wèn)題1：財(cái)政和貨幣政策的運(yùn)用(C)2013．山東卷2012年，我國(guó)綜合運(yùn)用各種手段對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)進(jìn)行調(diào)控，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期調(diào)控目標(biāo)。下列調(diào)控目標(biāo)、調(diào)控政策、具體措施三者對(duì)應(yīng)最恰當(dāng)?shù)氖?)A．控物價(jià)——穩(wěn)健的貨幣政策——嚴(yán)控對(duì)高能耗、高污染行業(yè)的貸款。B．穩(wěn)增長(zhǎng)——積極的財(cái)政政策——減輕服務(wù)業(yè)和小微型企業(yè)稅收負(fù)擔(dān)。C．調(diào)結(jié)構(gòu)——積極的財(cái)政政策——下調(diào)金融機(jī)構(gòu)一年期存貸款基準(zhǔn)利率。D．惠民生——穩(wěn)健的貨幣政策——加大對(duì)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的財(cái)政支持力度。
導(dǎo)學(xué)案不排斥習(xí)題，但導(dǎo)學(xué)案絕不是習(xí)題的堆砌。所以設(shè)計(jì)學(xué)案要有提煉問(wèn)題的意識(shí)和能力。
2．導(dǎo)學(xué)案問(wèn)題設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單化。導(dǎo)學(xué)案問(wèn)題設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單化主要表現(xiàn)在：?jiǎn)栴}設(shè)計(jì)思維含量低，例如，宏觀調(diào)控的手段有哪些？市場(chǎng)調(diào)節(jié)缺陷有哪些？這樣的問(wèn)題，純碎為了知識(shí)記憶而設(shè)計(jì)，學(xué)生只需要在書本上找找答案，就能回答，問(wèn)題設(shè)計(jì)思維含量低，不能引導(dǎo)學(xué)生去自主思考和探究，體現(xiàn)不出學(xué)生的思維。如果改為：“材料中政府運(yùn)用了哪些宏觀調(diào)控的手段？材料中體現(xiàn)了市場(chǎng)調(diào)節(jié)的哪些缺陷？”這樣把問(wèn)題融入到材料中，結(jié)合材料考察學(xué)生運(yùn)用知識(shí)的能力，學(xué)生只憑死記硬背無(wú)法完成，必須要進(jìn)行思考才能解決。
3．導(dǎo)學(xué)案問(wèn)題設(shè)計(jì)模糊化。導(dǎo)學(xué)案上的問(wèn)題設(shè)計(jì)形式古板單一，缺少導(dǎo)學(xué)應(yīng)有的層次化，學(xué)生的思維受到導(dǎo)學(xué)案問(wèn)題的影響，被束縛在十分狹小的空間，思維水平的提升受到制約。教師在設(shè)置探究問(wèn)題時(shí)要圍繞學(xué)習(xí)目標(biāo)，設(shè)計(jì)出能激發(fā)學(xué)生主動(dòng)思考的問(wèn)題，使問(wèn)題具有層次性。如在學(xué)習(xí)政治生活《政府的責(zé)任：對(duì)人民負(fù)責(zé)》一課時(shí)，政府對(duì)人民負(fù)責(zé)的原則是本課的重點(diǎn)問(wèn)題。設(shè)計(jì)問(wèn)題時(shí)應(yīng)從是什么、為什么、怎么做這三個(gè)層面進(jìn)行。這樣的設(shè)問(wèn)，層次清楚，步步深入，容易激發(fā)學(xué)生探究的欲望。這樣的安排雖然打破框題限制，但適合學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)，并與已有的知識(shí)技能相聯(lián)系，既符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，也符合知識(shí)的內(nèi)在邏輯聯(lián)系。
二、高中政治學(xué)案優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法
1．問(wèn)題設(shè)計(jì)要層次化。自主學(xué)習(xí)的問(wèn)題是導(dǎo)學(xué)案的主要內(nèi)容。探究問(wèn)題要分層設(shè)置。問(wèn)題的層次性，是指學(xué)案的學(xué)習(xí)內(nèi)容安排要符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，知識(shí)的生成規(guī)律，做到先易后難，循序漸進(jìn)。課堂探究的問(wèn)題要有思維的梯度，體現(xiàn)由易到難，能引導(dǎo)學(xué)生由淺入深、層層深入地認(rèn)識(shí)知識(shí)、理解知識(shí)，掌握知識(shí)。如“我國(guó)的政黨制度如何？”很明顯，這個(gè)問(wèn)題范圍過(guò)大、太籠統(tǒng)，學(xué)生遇到這樣的問(wèn)題很難完成。這時(shí)，教師可將這個(gè)問(wèn)題在學(xué)案上盡一步細(xì)化為：?jiǎn)栴}一、我國(guó)政黨制度的內(nèi)容有哪些？問(wèn)題二、我國(guó)政黨制度的優(yōu)越性如何？問(wèn)題3：公有制的主體地位如何體現(xiàn)？問(wèn)題4：國(guó)有經(jīng)濟(jì)的主導(dǎo)作用如何體現(xiàn)？
2．問(wèn)題設(shè)計(jì)要情境化。好的情境材料不僅有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，更有利于學(xué)生去積極思維，快速地提取相關(guān)信息，從而得出正確的結(jié)論。如在講授價(jià)值判斷和價(jià)值選擇的主體性時(shí)，教師可提供詩(shī)句：“桑條無(wú)葉土生煙，簫管迎龍水廟前。朱門幾處看歌舞，猶恐春陰咽管弦。”讓學(xué)生去自主學(xué)習(xí)。生思考：在同時(shí)同地農(nóng)民和地主的價(jià)值選擇為什么會(huì)不同？學(xué)生很自然想到他們的階級(jí)不同，需要不同，所以會(huì)做出不同的價(jià)值選擇。在學(xué)案設(shè)計(jì)中，如果我們只是直接地去向?qū)W生提供探究的問(wèn)題，學(xué)生會(huì)感到茫然而無(wú)從下手。
篇12
中圖分類號(hào)：TP393
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：16727800（2016）010017604
0引言
由于社會(huì)發(fā)展的需要，傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)無(wú)法滿足用戶更多類型的應(yīng)用需求，公眾對(duì)無(wú)線通信領(lǐng)域的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)不斷提高，面向無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用加劇了提升通信效率方面的開(kāi)發(fā)幅度和性能要求，受限的無(wú)線媒介與實(shí)際應(yīng)用的需求矛盾逐漸凸顯[12]。路由協(xié)議是運(yùn)行于網(wǎng)絡(luò)層的信息轉(zhuǎn)發(fā)策略，性能優(yōu)越的路由協(xié)議能夠使消息的傳遞過(guò)程更加順暢，使通信客戶端可以通過(guò)最優(yōu)的路徑將信息傳遞給其它客戶端，有效提升了網(wǎng)絡(luò)的整體性能。無(wú)線通信協(xié)議的路徑選擇示意如圖1所示，目前針對(duì)路由協(xié)議的開(kāi)發(fā)僅僅局限在網(wǎng)絡(luò)層本身，并沒(méi)有將其與實(shí)際的數(shù)據(jù)應(yīng)用相結(jié)合，通過(guò)信息手段將當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)狀況與實(shí)際協(xié)議開(kāi)發(fā)相結(jié)合是目前行業(yè)發(fā)展的新趨勢(shì)[34]。
目前，很多專家學(xué)者針對(duì)無(wú)線環(huán)境下的路由協(xié)議進(jìn)行了研究。為了解決分布式編碼感知路由協(xié)議中可能出現(xiàn)的吞吐量降低的問(wèn)題，王春雨等[5]設(shè)計(jì)了一個(gè)能夠進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)編碼的無(wú)線通信路由協(xié)議，達(dá)到了提升系統(tǒng)吞吐量的目的。IP數(shù)據(jù)包廣泛應(yīng)用于分布式通信網(wǎng)絡(luò)，迫切需要網(wǎng)絡(luò)具有自組織能力。由于單通道單一接口模型不滿足復(fù)雜系統(tǒng)的需求，Jin等[6]建立了一個(gè)面向軍事應(yīng)用的分布式網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并實(shí)現(xiàn)了基于ZRP 的多渠道M-ZRP路由協(xié)議。仿真結(jié)果表明，M-ZRP具有更好的性能。
蟻群算法（Ant Colony Optimization，ACO）是根據(jù)螞蟻群落采集食物的原理被提出和模擬而來(lái)，已被應(yīng)用于諸多領(lǐng)域。與基于梯度的性能優(yōu)化算法原理不同，蟻群算法通過(guò)概率搜索算法來(lái)完成[78]。雖然概率搜索算法一般需要采用價(jià)函數(shù)，但是與傳統(tǒng)的梯度演化算法相比，其有諸多比較顯著的性能，集中表現(xiàn)在以下方面[911]：①無(wú)集中控制約束，不會(huì)因個(gè)別個(gè)體的故障影響整個(gè)系統(tǒng)問(wèn)題的求解，確保了系統(tǒng)更強(qiáng)更穩(wěn)定的魯棒性；②以非直接通信形式保證系統(tǒng)的可擴(kuò)展性；③采用并行分布算法模型和多處理器運(yùn)行模式；④定義問(wèn)題的連續(xù)性沒(méi)有限制；⑤算法實(shí)現(xiàn)相對(duì)比較簡(jiǎn)單。
OPNET Modeler中的WLAN 、MANET等無(wú)線通信節(jié)點(diǎn)模型提供了多種成熟的路由協(xié)議，包括按需距離向量路由（Ad hoc On Demand Distance Vector，AODV）、動(dòng)態(tài)源路由（Dynamic Source Routing，DSR）、地理路由（Geographic Routing Protocol，GRP）等[1213]。
針對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中存在的問(wèn)題，本文提出了基于TSP蟻群算法的無(wú)線通信路由協(xié)議優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，此優(yōu)化設(shè)計(jì)將TSP基本蟻群算法的基本原理和通信路由選擇相結(jié)合，通過(guò)建立系統(tǒng)模型，依靠螞蟻信息素含量及距離競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制為節(jié)點(diǎn)選擇最優(yōu)通信路徑。同時(shí)，本文通過(guò)在OPNET Modeler通信仿真軟件中建立仿真場(chǎng)景及完成模型構(gòu)建，對(duì)基于TSP蟻群算法的無(wú)線通信路由協(xié)議進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證，并與其它典型無(wú)線路由協(xié)議進(jìn)行對(duì)比分析，主要分析指標(biāo)是傳輸延時(shí)及吞吐量。
1基于TSP蟻群算法的路由協(xié)議優(yōu)化設(shè)計(jì)
1.1TSP蟻群算法模型
式中，Q為常數(shù)，表示螞蟻尋找路徑過(guò)程中所釋放信息素總量，它在一定程度上影響算法的收斂速度，本文中的Q值通過(guò)仿真獲得。本文采用的AntCycle模型，其利用的是系統(tǒng)全局信息，此信息更新策略能夠使較短路徑上對(duì)應(yīng)的信息素逐步增大，保證了算法中整體范圍下較短路徑的生存能力，提升了信息正反饋性能，加快了系統(tǒng)搜索路徑的效率。同時(shí)，AntCycle模型的更新規(guī)則能夠保證殘留信息不造成無(wú)限積累，如果某條路徑?jīng)]有被選中，則對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)的信息素含量會(huì)隨著時(shí)間的推移漸漸消失，使節(jié)點(diǎn)具備逐步淘汰劣質(zhì)路徑的能力，即使某條路徑經(jīng)常被訪問(wèn)也不至于因?yàn)棣觟j（t）的積累，而出現(xiàn)τij≥ηij的情況，使得期望值的作用無(wú)法體現(xiàn)。因而，本文的蟻群算法采用AntCycle模型。
1.4路由協(xié)議設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
針對(duì)求解TSP問(wèn)題的蟻群算法模型，對(duì)此模型進(jìn)行修改，同時(shí)結(jié)合無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)信息傳輸?shù)奶攸c(diǎn)，完成基于蟻群算法的路由協(xié)議設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)稱ACAB（ Ant Colony Algorithm Based）路由協(xié)議，具體實(shí)現(xiàn)步驟如下：Step1：初始化各通信節(jié)點(diǎn)間的距離。此操作通過(guò)節(jié)點(diǎn)廣播信息完成，每個(gè)節(jié)點(diǎn)被分配不同的ID，作為其在此過(guò)程中的唯一標(biāo)識(shí)，廣播的數(shù)據(jù)幀格式如圖2所示，包括節(jié)點(diǎn)ID屬性，當(dāng)前位置坐標(biāo)（x，y），是否為源節(jié)點(diǎn)或目的節(jié)點(diǎn)，如果有數(shù)據(jù)發(fā)送需求，源節(jié)點(diǎn)屬性值賦值為1，同時(shí)將目的節(jié)點(diǎn)的ID進(jìn)行賦值，并對(duì)發(fā)送序列進(jìn)行編號(hào)，如果沒(méi)有數(shù)據(jù)發(fā)送需求，則置為0。
Step2：將若干螞蟻放在不同的通信節(jié)點(diǎn)中，每個(gè)通信節(jié)點(diǎn)維護(hù)自身的信息素列表，表中描述了當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的信息素含量和此刻與其它節(jié)點(diǎn)間的距離。信息列表的具體信息如圖4所示。當(dāng)節(jié)點(diǎn)位置移動(dòng)后，此表中的數(shù)據(jù)也進(jìn)行更新。Step3：每只螞蟻根據(jù)各節(jié)點(diǎn)至目的節(jié)點(diǎn)的距離d和信息素水平τij（t），選擇下一通信節(jié)點(diǎn)，同時(shí)修改禁忌表。Step4：所有螞蟻完成周游后，更新信息列表中的信息素水平和節(jié)點(diǎn)位置信息。Step5：返回Step2，迭代次數(shù)d=d+1，直至尋找到源節(jié)點(diǎn)與目的節(jié)點(diǎn)間的最優(yōu)路徑或者滿足結(jié)束條件，最優(yōu)路徑的判定標(biāo)準(zhǔn)是路程最短min（Road），摒棄不必要的路徑信息。
2仿真實(shí)現(xiàn)及分析
通過(guò)在OPNET Modeler中建立仿真對(duì)比場(chǎng)景，對(duì)提出的基于TSP蟻群算法的無(wú)線通信路由協(xié)議與典型的AODV、DSR路由協(xié)議進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證，分析其在傳輸延時(shí)及吞吐量方面的性能表現(xiàn)。
2.1仿真場(chǎng)景建立及模型實(shí)現(xiàn)
OPNET Modeler采用離散事件驅(qū)動(dòng)的模擬機(jī)理，通過(guò)事件驅(qū)動(dòng)器以先進(jìn)先出的機(jī)制對(duì)事件列表和事件時(shí)間列表進(jìn)行維護(hù)管理[15]。本文設(shè)計(jì)的仿真場(chǎng)景中包含的通信節(jié)點(diǎn)由WLAN節(jié)點(diǎn)組成，可以通過(guò)設(shè)置其屬性對(duì)其進(jìn)行控制。仿真范圍為1 000m2，仿真時(shí)間為30min。仿真過(guò)程中通信節(jié)點(diǎn)可以隨機(jī)移動(dòng)，物理層與數(shù)據(jù)鏈路層均采用基本IEEE 802.11協(xié)議，通信節(jié)點(diǎn)總數(shù)初步設(shè)為100，數(shù)據(jù)發(fā)送間隔為100ms，基本數(shù)據(jù)幀大小為100字節(jié)，仿真場(chǎng)景如圖3所示。
同時(shí)，WLAN節(jié)點(diǎn)包含完整的OSI協(xié)議模型，本文的路由協(xié)議設(shè)計(jì)在IP層自定義完成。通信信息從WLAN收信機(jī)進(jìn)入，依次經(jīng)過(guò)MAC層、數(shù)據(jù)鏈路層、IP層、UDP層、路由層、應(yīng)用層，完成整個(gè)消息的通信流程[16]。對(duì)消息的處理過(guò)程由traf_src進(jìn)程模型完成，負(fù)責(zé)應(yīng)用層相關(guān)事務(wù)。
2.2基于TSP蟻群算法的路由協(xié)議測(cè)試驗(yàn)證
為了驗(yàn)證優(yōu)化后路由協(xié)議的通信性能，本文將基于TSP蟻群算法的路由協(xié)議優(yōu)化設(shè)計(jì)方法與傳統(tǒng)的AODV及DSR路由協(xié)議進(jìn)行了對(duì)比仿真。在仿真的20分鐘內(nèi)，節(jié)點(diǎn)的信息素逐步累積，不同的數(shù)據(jù)請(qǐng)求序列針對(duì)不同的信息素標(biāo)識(shí)，完成數(shù)據(jù)傳輸后，對(duì)應(yīng)此路徑的信息素被清除，以節(jié)省系統(tǒng)容量。由于節(jié)點(diǎn)均為隨機(jī)移動(dòng)，各節(jié)點(diǎn)的平均信息素水平基本相同，體現(xiàn)了本協(xié)議優(yōu)化方法的公平性。
為了更直觀地體現(xiàn)通信性能的變化，本文通過(guò)傳輸延時(shí)和吞吐量對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能進(jìn)行描述分析。
為了體現(xiàn)系統(tǒng)整體性能，本文統(tǒng)計(jì)平均傳輸延時(shí)，假設(shè)成功發(fā)送N組數(shù)據(jù)，則計(jì)算如下：
=1N?∑Ni=1D（i）（10）
式（10）中，D（i）表示第i個(gè)分組的傳輸延時(shí)。網(wǎng)絡(luò)的吞吐量TH是指在正常情況下系統(tǒng)在單位時(shí)間內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)正確接收的信息量，單位是bit/s或是M/s。吞吐量描述了網(wǎng)絡(luò)可以完成通信任務(wù)的程度，是衡量自組織網(wǎng)絡(luò)通信質(zhì)量的重要指標(biāo)。
Th（i）m=ΔRp（i，m）ΔT（i，m） （11）
ΔRp（i，m）是指數(shù)據(jù)分組i到數(shù)據(jù)分組m被目的節(jié)點(diǎn)接收時(shí)系統(tǒng)已傳輸?shù)男畔⒖偭浚（i，m）是數(shù)據(jù)分組i到數(shù)據(jù)分組m被接收時(shí)兩者的時(shí)間差。若i>m，表示計(jì)算從第m個(gè)分組到第i個(gè)分組的吞吐量，若m=1，則結(jié)果是平均吞吐量。
圖4的仿真結(jié)果表明，在傳輸延時(shí)方面，提出的優(yōu)化路由協(xié)議較AODV協(xié)議、DSR協(xié)議分別減少了7.5%和9.8%；在吞吐量方面，提出的優(yōu)化路由協(xié)議較AODV協(xié)議、DSR協(xié)議分別提高了8.4%和7.8%。信息素含量如圖5所示，仿真過(guò)程中信息素含量基本維持在110單位左右，較穩(wěn)定。這表明本文設(shè)計(jì)的基于TSP蟻群算法的無(wú)線通信路由協(xié)議較經(jīng)典的協(xié)議效果有所改進(jìn)。優(yōu)化協(xié)議性能突出的原因是通過(guò)螞蟻信息素對(duì)路徑進(jìn)行規(guī)劃和最優(yōu)化選擇，使得劣質(zhì)路徑在選擇的過(guò)程中被淘汰，但是需要指出的是，前期為了螞蟻尋找路徑而廣播的信息也加大了系統(tǒng)負(fù)擔(dān)，隱含在一部分吞吐量數(shù)據(jù)中，對(duì)仿真結(jié)果也產(chǎn)生了一定的影響。但總體而言，本文設(shè)計(jì)的ACAB路由協(xié)議效果較為突出。
3結(jié)語(yǔ)
通過(guò)分析無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)幕驹砑跋伻核惴ǖ倪\(yùn)算過(guò)程，本文提出了基于TSP蟻群算法的無(wú)線通信路由協(xié)議優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。此優(yōu)化設(shè)計(jì)將TSP基本蟻群算法的基本原理和通信路由選擇相結(jié)合，通過(guò)建立系統(tǒng)模型，依靠螞蟻信息素含量及距離競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制為通信節(jié)點(diǎn)選擇最優(yōu)的通信路徑。同時(shí)，本文在OPNET Modeler通信仿真軟件中建立仿真場(chǎng)景并完成模型構(gòu)建，對(duì)基于TSP蟻群算法的無(wú)線通信路由協(xié)議進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證，并與其它典型無(wú)線路由協(xié)議進(jìn)行對(duì)比分析。仿真結(jié)果表明，在傳輸延時(shí)方面，提出的優(yōu)化路由協(xié)議較AODV協(xié)議、DSR協(xié)議分別減少了7.5%和9.8%；在吞吐量方面，提出的優(yōu)化路由協(xié)議較AODV協(xié)議、DSR協(xié)議分別提高了8.4%和7.8%。總之，本文設(shè)計(jì)的基于TSP蟻群算法的無(wú)線通信路由協(xié)議優(yōu)化設(shè)計(jì)方法效果突出。
同時(shí)，本文也存在一定的弊端，例如，蟻群算法必然會(huì)增加諸如信息素之類信息維護(hù)的額外成本，并且關(guān)于模型實(shí)現(xiàn)會(huì)影響底層協(xié)議的運(yùn)行。筆者將在今后的工作中著重對(duì)以上不足之處進(jìn)行研究改進(jìn)。
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篇13
本世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)社會(huì)面臨著新的發(fā)展挑戰(zhàn)，建筑工程行業(yè)也遇到了新發(fā)展難題，為了解決這些難題，人們必須考慮出以最少資源建造出較好建筑工程的方法，橋梁設(shè)計(jì)中的仿生法便由此而誕生。自然界中的生物能夠在發(fā)展過(guò)程當(dāng)中逐漸形成一個(gè)自我發(fā)展的系統(tǒng)，這就是所謂的生態(tài)系統(tǒng)。在這么一個(gè)系統(tǒng)當(dāng)中的各部分都有著自我存在、自我發(fā)展的方式和規(guī)律。這些規(guī)律和方式所具有的穩(wěn)定性和協(xié)調(diào)性，就是人類在發(fā)展過(guò)程當(dāng)中應(yīng)當(dāng)予以借鑒的內(nèi)容。
因此，仿生學(xué)的理念可以被橋梁設(shè)計(jì)所借鑒，成為后者的指導(dǎo)思想和原則。生物學(xué)告訴我們，生物圈在具備著各種需求的同時(shí)，也滿足著各種需求。但是，人類只是生物圈當(dāng)中的一個(gè)很小的子集，自然界的競(jìng)爭(zhēng)觀念和競(jìng)爭(zhēng)緩解規(guī)則都能夠被我們借鑒起來(lái)。生物圈里有著許多合理系統(tǒng)和存在結(jié)構(gòu)，具有小巧性、靈活性和高效性等特點(diǎn)，將它們仿生法運(yùn)用到橋梁設(shè)計(jì)、橋梁優(yōu)化當(dāng)中，將會(huì)對(duì)建筑業(yè)有莫大好處。仿生法的基礎(chǔ)應(yīng)用理念是仿生理念，它能夠使橋梁設(shè)計(jì)師的思維得以拓寬。仿生概念應(yīng)當(dāng)從以下方面來(lái)理解，一是宏觀仿生，它以生物或物體的外部構(gòu)造、紋理、造型、運(yùn)動(dòng)規(guī)律、材料性能作為模仿的對(duì)象；二是微觀仿生，其模仿對(duì)象是生物體的內(nèi)部，比如神經(jīng)、循環(huán)和免疫等系統(tǒng)功能，通過(guò)模仿上述系統(tǒng)，確保橋梁設(shè)計(jì)的合理性。
二、橋梁設(shè)計(jì)和優(yōu)化過(guò)程中對(duì)仿生法的應(yīng)用
橋梁設(shè)計(jì)當(dāng)中不少形式是受啟發(fā)于生物界或者大自然，不少能夠找到其原型。由于仿生法有宏觀與微觀之分，橋梁優(yōu)化設(shè)計(jì)的應(yīng)用中也有宏觀與微觀之分。然而，在細(xì)節(jié)上，宏觀與微觀兩者都會(huì)有各種的效仿細(xì)節(jié)，這些效仿細(xì)節(jié)能夠于新載體上形成全新整體。
1橋梁形態(tài)上的仿生
一個(gè)西班牙籍的設(shè)計(jì)師卡拉特拉瓦在對(duì)橋梁進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，最初會(huì)現(xiàn)在形態(tài)上開(kāi)始仿生，這種靈感來(lái)源始于效仿骨骼形態(tài)和植物形態(tài)，富含自然主義。他的設(shè)計(jì)也會(huì)對(duì)另一位西班牙籍的設(shè)計(jì)師高迪的思想進(jìn)行借鑒，效仿牛頭結(jié)構(gòu)和人體脊柱的骨骼結(jié)構(gòu)等等。人們對(duì)其評(píng)價(jià)各異，有的人給予怪異、荒誕和施工難的評(píng)價(jià)。然而設(shè)計(jì)師自己則認(rèn)為自身的仿生缺少較高的技術(shù)含量，只是單純地效仿自然系統(tǒng)，所需建筑材料就是鋼筋混凝土，這是最常見(jiàn)的材料之一。
然而應(yīng)用仿生法可不能隨意進(jìn)行，它必須結(jié)合橋梁的需求，對(duì)需要仿效的結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理仿效。許多生物結(jié)構(gòu)形態(tài)的仿效性較強(qiáng)，然而施工過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)一系列問(wèn)題，比如結(jié)構(gòu)太復(fù)雜、自重過(guò)大或者沉降以致開(kāi)裂等等。因此，設(shè)計(jì)過(guò)程中要做好合理性和可建造性的研究和規(guī)劃才能夠?qū)Ψ律ㄟM(jìn)行運(yùn)用。
2橋梁建筑材料的仿生
自然界是一個(gè)寶藏庫(kù)，不僅有各種礦石資源和自然資源，供人們生活和發(fā)展使用，人們還可以從自然界里獲取靈感和啟發(fā)。現(xiàn)代建筑行業(yè)也從大自然當(dāng)中獲取了不少的啟發(fā)和靈感，日益強(qiáng)調(diào)綠色建筑，以及建筑資源的充分利用和可持續(xù)利用。因此，橋梁設(shè)計(jì)師應(yīng)當(dāng)把橋梁建筑材料的利用發(fā)揮到最大化。當(dāng)今科技發(fā)展飛快，國(guó)內(nèi)橋梁建筑業(yè)也獲得了較多的技術(shù)支持，出現(xiàn)不少新型的仿生材料，對(duì)當(dāng)前現(xiàn)有的建筑材料有所改善和提高。比如水泥與貝殼相比其抗拉性要更弱，這是因?yàn)樨悮び懈哌_(dá)九成以上的石灰石，啟發(fā)著人們要仿造貝殼的化學(xué)組成，以提高建筑物抗拉性。此外，橋梁還需要有防腐蝕性和防水性，吉林大學(xué)的一個(gè)仿生實(shí)驗(yàn)對(duì)蝴蝶翅膀鱗片的防水性和自潔性有所發(fā)現(xiàn)，這也是可以被運(yùn)用到橋梁的設(shè)計(jì)當(dāng)中的。
3橋梁結(jié)構(gòu)上的仿生
橋梁設(shè)計(jì)可以大量借鑒和應(yīng)用生物界當(dāng)中的骨骼組成結(jié)構(gòu)形態(tài)，比如人類的骨骼結(jié)構(gòu)，主要由髖、足、脛、股等組成，人體自重量是由足骨來(lái)分解的，需要承受體重的骨骼，其骨質(zhì)都因此而比較密實(shí)，這樣的生物形態(tài)可以被運(yùn)用到橋梁設(shè)計(jì)當(dāng)中，對(duì)于設(shè)計(jì)師思考橋梁承載力分散方式的問(wèn)題有很大的啟示，也是能夠保證橋梁持續(xù)性和使用功能的一個(gè)重要原因。卡拉特拉瓦的設(shè)計(jì)作品科茲橋，就是對(duì)人體骨骼進(jìn)行效仿較為成功的一個(gè)橋梁工程作品，該橋建造于耶路撒冷，在2010年開(kāi)始投入使用。
4橋梁功能機(jī)理的仿生
仿生學(xué)的研究對(duì)象主要為自然界動(dòng)植物的機(jī)理和功能，比如行為、能力轉(zhuǎn)化以及力學(xué)等等。這些方面人類已很早開(kāi)展了仿生應(yīng)用，例如飛機(jī)模仿了鳥類翅膀原理和技能。然而，最初的機(jī)翼在運(yùn)用過(guò)程中又出現(xiàn)的新的問(wèn)題，比如震顫問(wèn)題，于是人們由從大自然和生物界當(dāng)中去尋找新的解決方案和啟發(fā)，最終從蜻蜓身上找到了啟發(fā)--模仿了蜻蜓翅膀的翅痣，以獲得平衡性，很好地使震顫問(wèn)題得以解決。橋梁壽命會(huì)受到自然氣象與災(zāi)害的影響，比如地址、狂風(fēng)和洪水等。橋梁的跨度也越建越大，其自身的重量越來(lái)越大，橋梁的結(jié)構(gòu)必須要達(dá)到合理性才能夠保障自身的平衡性和穩(wěn)定性。為了保障橋梁的穩(wěn)定性和安全性，需要對(duì)自然界中的動(dòng)植物保持穩(wěn)定性原理進(jìn)行借鑒。德國(guó)某大學(xué)研究室長(zhǎng)期研究稻目類和楔葉類的植物，最終發(fā)現(xiàn)巴西一種巨型的木賊草和木賊的細(xì)胞能夠自行調(diào)節(jié)剛度，使得自身能夠?qū)ν饨鐗毫τ兴m應(yīng)。這種結(jié)構(gòu)和機(jī)理可以被借鑒于跨橋的橋塔和橋墩的設(shè)計(jì)當(dāng)中，使得該種橋梁能夠具備與生命體質(zhì)相似的特征，以保持自身的穩(wěn)定性與安全性。
5對(duì)生物神經(jīng)系統(tǒng)的仿生
生物所生活的環(huán)境是千變?nèi)f化的，各生物為了保持自身對(duì)環(huán)境的較強(qiáng)適用性，都有各自神奇的辦法，有生命的生物具備神經(jīng)系統(tǒng)，因此可以依據(jù)外部環(huán)境變化對(duì)自身進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)變化和發(fā)展。然而橋梁并沒(méi)有生命，不能夠運(yùn)用神經(jīng)系統(tǒng)來(lái)自我調(diào)節(jié)，對(duì)于外界的壓力也只能被動(dòng)地接受。因此，為了減少建筑資源浪費(fèi)的現(xiàn)象，提高橋梁對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力，阻尼器等等的仿生發(fā)明也開(kāi)始運(yùn)用到橋梁建筑工程當(dāng)中，為橋梁建造出"神經(jīng)系統(tǒng)"。電子信息時(shí)代使得效仿動(dòng)植物建造神經(jīng)系統(tǒng)的難度大大降低了，信息技術(shù)能夠使人們更輕易地為橋梁建造出自己的神經(jīng)系統(tǒng)。工作人員能夠利用計(jì)算機(jī)，感知、記錄橋梁所受的外部環(huán)境，并分析數(shù)據(jù)，得出調(diào)整的方案和計(jì)劃。這不僅能夠確保河道能夠正常通行，還能提升橋梁的壽命和安全性，使其在遭受自然災(zāi)害、外部風(fēng)險(xiǎn)時(shí)也能像生物那樣自我調(diào)節(jié)、適應(yīng)環(huán)境。
三、結(jié)束語(yǔ)
