目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 本書的研究背景 1
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及存在的問題 2
1.2.1 通用結構優(yōu)化算法概述 2
1.2.2 拓撲優(yōu)化與剪力墻、框架支撐布局優(yōu)化研究現(xiàn)狀 4
1.2.3 建筑結構構件尺寸優(yōu)化研究現(xiàn)狀 8
1.2.4 結構失效模式優(yōu)化研究現(xiàn)狀 9
1.2.5 結構等效彈性優(yōu)化研究現(xiàn)狀 11
1.2.6 結構性能化設計優(yōu)化研究現(xiàn)狀 12
1.2.7 高層建筑結構優(yōu)化軟件研究現(xiàn)狀 15
1.3 本書的主要內(nèi)容 16
1.4 本章小結 18
第2章 基于禁忌搜索的剪力墻布局優(yōu)化及優(yōu)化關鍵參數(shù)研究 19
2.1 引言 19
2.2 禁忌搜索算法基本理論 19
2.2.1 禁忌搜索算法的幾個概念 19
2.2.2 禁忌搜索算法的實施過程 20
2.3 剪力墻布局優(yōu)化方法 21
2.3.1 前處理 21
2.3.2 布局優(yōu)化方法 22
2.4 優(yōu)化關鍵參數(shù)研究 25
2.5 算例分析 27
2.5.1 例2-1的禁忌搜索優(yōu)化 27
2.5.2 優(yōu)化參數(shù)分析 29
2.5.3 例2-2和例2-3的禁忌搜索優(yōu)化 30
2.6 本章小結 34
第3章 基于概念設計與數(shù)據(jù)驅(qū)動禁忌搜索的剪力墻布局優(yōu)化研究 35
3.1 引言 35
3.2 基于概念設計的禁忌搜索算法改進策略 35
3.2.1 加減概率 35
3.2.2 周邊概率 36
3.2.3 對稱概率 36
3.2.4 標準化概率 37
3.3 支持向量機數(shù)據(jù)驅(qū)動優(yōu)化方法 37
3.3.1 支持向量機基本理論 38
3.3.2 數(shù)據(jù)驅(qū)動迭代策略 39
3.4 算例分析 41
3.4.1 例2-1的改進禁忌搜索優(yōu)化 41
3.4.2 代理模型作用分析 42
3.4.3 剪力墻離散長度的影響 43
3.4.4 與遺傳算法的對比 46
3.4.5 數(shù)值穩(wěn)定性 47
3.4.6 例3-1和例3-2的改進禁忌搜索優(yōu)化 48
3.5 本章小結 52
第4章 多維約束下剪力墻及支撐布局優(yōu)化方法研究 53
4.1 引言 53
4.2 多工況多約束剪力墻布局優(yōu)化問題定義 53
4.3 漸進結構優(yōu)化與概念設計方法 56
4.3.1 拓展的漸進結構優(yōu)化方法 56
4.3.2 基于概念設計的平面分區(qū)優(yōu)化 57
4.3.3 剪力墻平面對稱性處理 58
4.3.4 剪力墻豎向連續(xù)性處理 60
4.4 多工況布局優(yōu)化方法 61
4.4.1 逐工況優(yōu)化方法 62
4.4.2 多工況直接優(yōu)化方法 64
4.5 算例分析 66
4.5.1 例2-1的逐工況優(yōu)化 66
4.5.2 例2-1的多工況直接優(yōu)化 67
4.5.3 剪力墻離散長度的影響 69
4.5.4 例3-1和例3-2的多工況直接優(yōu)化 71
4.6 多塔結構優(yōu)化 74
4.6.1 多塔結構優(yōu)化模型 74
4.6.2 多塔非連體結構優(yōu)化流程 77
4.6.3 多塔連體結構優(yōu)化流程 79
4.6.4 多塔結構算例分析 82
4.7 鋼框架結構支撐布局優(yōu)化 94
4.7.1 鋼框架結構支撐布局優(yōu)化模型 95
4.7.2 鋼框架支撐布局優(yōu)化算例分析 100
4.8 本章小結 111
第5章 基于組合響應面的高層建筑離散截面近似優(yōu)化方法研究 113
5.1 引言 113
5.2 高層建筑離散截面優(yōu)化問題 113
5.3 響應面基本理論與組合響應面方法 115
5.3.1 多項式響應面 116
5.3.2 徑向基函數(shù)響應面 116
5.3.3 組合響應面 118
5.4 離散截面近似優(yōu)化流程 119
5.4.1 拉丁超立方采樣 119
5.4.2 獲取初始可行解 119
5.4.3 尋找更優(yōu)解 120
5.4.4 約束矯正 121
5.4.5 截面尺寸模數(shù)化 122
5.5 算例分析 124
5.5.1 例5-1：20層剪力墻結構建筑 124
5.5.2 響應面模型誤差分析 126
5.5.3 例5-2：30層剪力墻結構住宅 127
5.6 本章小結 130
第6章 基于響應面和粒子群算法的離散截面混合優(yōu)化方法研究 131
6.1 引言 131
6.2 粒子群算法及其離散化表示 131
6.3 離散截面混合優(yōu)化流程 132
6.4 算例分析 134
6.4.1 例6-1的離散截面混合優(yōu)化 134
6.4.2 離散截面混合優(yōu)化算法與離散粒子群算法的對比 136
6.4.3 例6-2和例6-3的離散截面混合優(yōu)化 138
6.5 本章小結 141
第7章 基于細分矩陣和局部響應面的離散截面優(yōu)化方法研究 143
7.1 引言 143
7.2 細分矩陣算法 143
7.3 離散截面優(yōu)化流程 144
7.3.1 基于細分矩陣的全局搜索 144
7.3.2 基于局部響應面的精細搜索 145
7.4 算例分析 147
7.4.1 例5-1的兩階段截面優(yōu)化 147
7.4.2 例5-2和例7-1的兩階段截面優(yōu)化 149
7.5 改進細分矩陣算法 153
7.6 基于改進細分矩陣和組合響應面的截面優(yōu)化算例分析 155
7.6.1 例7-2優(yōu)化設計 156
7.6.2 設計優(yōu)先指數(shù)影響比較 159
7.6.3 例7-3優(yōu)化設計 160
7.6.4 與粒子群算法對比 163
7.7 本章小結 165
第8章 基于預設失效模式的RC框架結構優(yōu)化方法研究 166
8.1 引言 166
8.2 靜力彈塑性分析方法概述 166
8.3 RC框架結構優(yōu)化的數(shù)學模型 170
8.3.1 彈性優(yōu)化階段數(shù)學模型 170
8.3.2 彈塑性優(yōu)化階段數(shù)學模型 171
8.4 RC框架結構兩階段優(yōu)化流程 172
8.5 算例分析 173
8.5.1 工程概況與設計參數(shù) 173
8.5.2 結果與討論 174
8.6 本章小結 181
第9章 高層鋼筋混凝土結構等效彈性優(yōu)化 182
9.1 引言 182
9.2 鋼筋混凝土構件屈服彎矩 182
9.2.1 梁彎矩-*率*線 183
9.2.2 柱彎矩-*率*線 184
9.2.3 剪力墻彎矩-*率*線 185
9.3 鋼筋混凝土結構等效彈性優(yōu)化分析 189
9.3.1 剛度折減系數(shù)計算 189
9.3.2 阻尼比取值 190
9.3.3 鋼筋混凝土結構等效彈性分析 192
9.3.4 優(yōu)化模型及計算流程 193
9.4 算例分析 195
9.4.1 例9-1的等效彈性校驗及優(yōu)化 195
9.4.2 例9-2的等效彈性校驗及優(yōu)化 203
9.5 本章小結 210
第10章 高層鋼框架結構等效彈性分析 212
10.1 引言 212
10.2 梁剛度折減系數(shù)取值 212
10.3 柱剛度折減系數(shù)取值 214
10.4 基于能量的鋼框架結構等效彈性方法 216
10.5 鋼框架結構等效彈性方法可靠性驗證 217
10.5.1 例10-1分析 217
10.5.2 例10-2分析 221
10.5.3 例10-3分析 224
10.6 基于預設失效模式的鋼框架結構實現(xiàn) 227
10.7 本章小結 233
第11章 高層鋼框架結構性能化設計優(yōu)化 235
11.1 引言 235
11.2 高層結構性能優(yōu)化問題 235
11.3 直接修改法性能優(yōu)化 236
11.4 組合響應面法性能優(yōu)化 237
11.5 算例分析 239
11.5.1 例10-2性能優(yōu)化 239
11.5.2 例10-3性能優(yōu)化 243
11.6 本章小結 246
第12章 高層建筑結構優(yōu)化軟件ZD-HBO 248
12.1 引言 248
12.2 軟件總體框架 248
12.3 圖形交互模塊 249
12.3.1 模型展示及前處理 249
12.3.2 參數(shù)設置 249
12.4 數(shù)據(jù)存儲模塊 251
12.4.1 模型結構化數(shù)據(jù)存儲 251
12.4.2 構件尺寸截面庫及約束限值 251
12.5 結構分析與模型修改模塊 253
12.5.1 分析計算及局部優(yōu)化問題求解 253
12.5.2 模型修改 254
12.5.3 結構響應獲取與計算 254
12.6 優(yōu)化算法模塊 257
12.6.1 剪力墻布局優(yōu)化算法基類 257
12.6.2 截面優(yōu)化算法基類 259
12.6.3 結果輸出 260
12.6.4 操作流程 262
12.7 本章小結 263
第13章 本書總結 264
參考文獻 268