运用遗传算法优化空心楼盖结构设计的研究意义和有待研究的地方

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1、设计与装饰广东建材2014年第3期运用遗传算法优化空心楼盖结构设计的研究意义和有待研究的地方1前言谈一评潘旭洋(广东工业大学土木与交通工程学院)【摘要】本文阐述空心楼盖结构由于截面几何尺寸种类多，按照传统结构设计方法设计时会遇到困难和难以优化的局面，从多方面说明了运用智能算法中的遗传算法来优化空心楼盖结构设计的研究意义，对于提高设计人员工作效率和结构的经济性有一定的价值。最后还给出了运用遗传算法优化空心楼盖结构设计有待研究的地方。【关键词】现浇空心楼板：优化设计；遗传算法随着空心楼板的普及与推广，越来越多的工程项目采用了空心楼盖结构，而空心楼板

2、的设计问题由设计院的结构设计人员来解决。目前国内对空心楼板的规范只有2004年颁布的《现浇混凝土空心楼盖结构技术规程》，《规程》对内模、空心楼盖结构分析方法、设计规定、构造要求、施工及验收等方面都有相关的规定，特别是构造要求，对空心楼盖结构中的各种几何尺寸参数都有相关的规定和限值[1]。然而，这些规定和限值大部分都是从承载力和刚度等角度出发，从经济性的角度出发未必合理，导致结构设计人员在设计空心楼盖结构过程中，经济性的设计指导比较缺乏。特别在高层空心楼盖设计过程中，未考虑空心楼板刚度贡献，高层结构的截面做得太大，造成资源的浪费[2

3、。因此，研究

4、空心楼盖结构的优化设计，能够帮助结构设计人员在设计过程中能够快速确定结构中各构件最优的几何尺寸，提高设计人员的工作效率，作为空心楼盖结构的设计参考；对结构带来一定的经济性，能够帮助节省资源，提高材料的有效利用，有一定的研究意义。2结构优化设计的概述2．3节能环保本工程主要功能为住宅、商业和学校，属于居住建筑及公共建筑，根据《建筑气候区划分标准》，本工程地处夏热冬暖地区的南区，夏季主导风为东南风。故本工程匠心独运地将建筑物定为南北向布置，使其既能在冬季获得足够的日照，又能在夏季利用主导风加速空气中风的流动，从而改善和调节小气候，确保冬季房间的温暖

5、舒适，同时又降低夏季空调降温所需的能耗。东晓路佳滨苑不但总体平面布局巧花心思，在建筑物的维护结构和热工性能上也充分体现了环保节能的设计理念。如：屋面采用挤塑聚苯板的隔热造法，大大增强了屋顶的保温隔热性能，延长了保温层的使用寿命；建筑物外墙(含屋面)的外表面均采用浅色，最大程度减少太阳辐射对本建筑的影响；小学部分选用铝合金浅蓝色吸热玻璃窗，减少进入教学楼的太阳辐射热，从而降低太阳辐射热对课室的影响，降低夏季空调负荷。——46——除了建筑本体的节能措施外，本工程还采取各项有效措施，严格执行相应的各项规范，确保本大楼室内的空气质量、环境噪声达到国家规

6、定的标准。地下车库和机电设备用房内的有害气体含量达到允许的浓度标准：整个建筑物各个部分在使用上满足各项安全标准，将“天人合一”、人居和谐的理念真正做到了实处，充分展现了对社会、业主负责任的态度。随着工程材料与建筑技术的不断创新与提高，建筑行业的发展可谓一日千里。越来越多的建筑因其新、奇、高、怪等而闻名于世，成为城中热话。然而所谓的“建筑”，是指供人们在其中生产、生活或其他活动的房屋或场所，简单来说，建筑就是随人而存在。一个建筑的设计只有做到以人为核心、人居和谐，才能体现其存在价值，才能彰显其精神内涵，才能经得起时代的检验而立足于人民心中。这也是

7、本工程，东晓路佳滨苑的设计所要带给社会和业主的一种最深刻的感情交流与对话。●广东建材2014年第3期设计与装饰优化设计方法研究不仅在建筑设计领域蓬勃发展豳，在结构设计方面也大有施展拳脚的空问。传统的结构设计，设计者首先根据结构所属的类型，参考相关图集、规范，再加上设计者凭经验的判断，拟出初步结构方案，然后对结构进行强度、刚度和稳定性的计算分析。之后根据初步的计算结果，检查结构不满足要求的地方，然后针对性地进行修改，再对修改后的结构方案进行计算分析。不断重复以上步骤，直至得到满足所有要求的设计方案。这种方法受设计者的主观性影响比较大，同一个工程，

8、由不同的设计人员来设计，会得到不同的设计方案，因此这些方案只属于较优方案，不是客观上的最优方案。从根本上来讲，传统的结构设计，只是结构分析，把结构调整至满足一定要求，便完成结构设计工作，但这明显不是最优的结构方案[4]。结构优化设计，它把所有参与计算的结构参数都以变量的形式呈现，在满足一定条件和要求下，形成所有可能的结构方案域。在这个方案域里面，事先制定一种搜索方法，不断搜索方案域里面较优的方案，逐渐把最优的方案搜索出来。结构方案域，根据不同的细分精度，方案的数量有很大差异，但是无论细分精度多少，一般的方案域的数量都超出了人类手算的范围。因此，

9、结构优化设计都是利用数学手段，再借助计算机为计算工具来实现的。当然，结构优化设计的过程也带有设计者的主观因素，因为不同的设计人员，在细分方案域和制定搜