建筑结构优化及应用

第1章 绪论 1.1 传统设计与优化设计的区别 1.1.1 优化设计的基本概念 1.1.2 简单优化算例 1.2 国内外结构优化设计研究的现状 1.2.1 国外研究现状 1.2.2 国内研究现状 1.3 结构优化的层次 1.3.1 尺寸优化 1.3.2 形状优化 1.3.3 拓扑优化 1.4 结构优化在实际工程中的应用难点 小结 思考题 习题

第1章 绪论 1.1 传统设计与优化设计的区别 1.1.1 优化设计的基本概念 1.1.2 简单优化算例 1.2 国内外结构优化设计研究的现状 1.2.1 国外研究现状 1.2.2 国内研究现状 1.3 结构优化的层次 1.3.1 尺寸优化 1.3.2 形状优化 1.3.3 拓扑优化 1.4 结构优化在实际工程中的应用难点 小结 思考题 习题第2章 结构优化准则法 2.1 准则法的概念和特点 2.2 满应力准则法 2.2.1 应力比法 2.2.2 齿行法 2.2.3 带位移约束的齿行法 2.3 等强设计 2.4 分部优化 小结 思考题 习题第3章 无约束最优化方法 3.1 概述 3.1.1 定义 3.1.2 最优性条件 3.1.3 迭代方法 3.2 单变量的无约束最优化方法 3.2.1 0.618法 3.2.2 抛物线法 3.2.3 牛顿法 3.3 多变量的无约束最优化方法 3.3.1 直接搜索法 3.3.2 解析法 小结 思考题 习题第4章 线性规划 4.1 线性规划的标准数学模型 4.1.1 定义 4.1.2 线性规划的标准模型 4.2 单纯形法 4.2.1 图解法 4.2.2 单纯形法的基本原理 4.2.3 大M法 4.2.4 两阶段法 4.3 改进单纯形法 4.4 线性规划的对偶问题 4.4.1 原问题与对偶问题 4.4.2 对偶单纯形法 小结 思考题 习题第5章 非线性规划 5.1 非线性规划法的基本概念 5.2 拉格朗日乘数法 5.2.1 概念 5.2.2 等式约束的极值问题 5.2.3 不等式约束的极值问题 5.3 可行方向法 5.4 复形法 5.4.1 复形法的基本思想与特点 5.4.2 复形法的算法步骤及实例 5.4.3 复形法的优缺点 5.5 网格法 5.5.1 网格法的基本概念 5.5.2 网格法的计算步骤 5.6 Kuhn—Tucker最优条件 5.7 梯度侧移法 5.7.1 梯度侧移法的概念 5.7.2 线性约束情况 5.7.3 非线性约束情况 5.8 序列线性规划 5.8.1 序列线性规划的基本原理 5.8.2 序列线性规划的几点改进 5.8.3 序列线性规划在混凝土梁截面优化中的应用 5.9 序列无约束优化方法 5.9.1 内点法 5.9.2 外点法 5.9.3 混合法 小结 思考题 习题第6章 几何规划和动态规划 6.1 几何规划和动态规划的概念 6.1.1 几何规划的基本概念 6.1.2 动态规划的基本概念 6.2 几何规划 6.2.1 无约束正定几何规划 6.2.2 有约束正定几何规划 6.3 动态规划 6.3.1 动态规划的优化原则 6.3.2 动态规划的实例应用 小结 思考题 习题第7章 拓扑优化 7.1 拓扑优化的基本概念 7.2 均匀化方法 7.2.1 均匀化理论 7.2.2 均匀化弹性张量 7.2.3 基于均匀化理论的拓扑优化方法 7.2.4 拓扑优化算例 小结 思考题第8章 钢筋混凝土框架优化设计 8.1 多级优化设计方法 8.1.1 概述 8.1.2 多级优化设计方法的基本思想 8.2 优化数学模型 8.2.1 目标函数 8.2.2 设计变量 8.2.3 常数参量 8.2.4 约束条件 8.3 钢筋混凝土框架优化设计程序介绍 8.3.1 概述 8.3.2 主要技术路线 8.3.3 程序界面 8.4 实例应用 8.4.1 材料单价计算 8.4.2 各种优化方法比较 8.4.3 实际工程应用 小结 思考题第9章 高层建筑结构抗侧刚度的优化 9.1 高层建筑结构的连续化模型 9.1.1 基本假设 9.1.2 结构的总位能 9.2 求解位移场函数 9.3 求解结构自振周期 9.4 优化数学模型 9.5 优化工程实例及应用效果 小结 思考题附录A 钢筋混凝土框架优化软件程序SFOD 附录B 读取STRU.SAT文件的VB源代码附录C 读取LOAD.SAT文件的VB源代码参考文献

本书介绍了建筑结构优化设计的基本概念，着重介绍了常用的两大类优化方法——工程方法和数学方法，最后两章给出了与实际工程紧密相关的结构优化解决方法。本书主要内容：结构优化准则法、无约束最优化方法、线性及非线性规划、几何规划和动态规划、拓扑优化、钢筋混凝土框架优化设计和高层建筑结构抗侧刚度的优化。 本书尽可能地将优化理论与实际工程相结合，通过本书的学习，读者能够更好地进行实际工程的优化设计。优化设计必须借助计算机完成，因此优化设计的程序必不可少，编者将研究多年完成的空间钢筋混凝土框架结构优化设计的程序作为本书附录供读者参考。 本书可作为高等学校土木工程专业高年级本科生及研究生的教材，也可作为土木工程专业的工程技术人员的参考书。

《建筑结构优化及应用》介绍了建筑结构优化设计的基本概念，着重介绍了常用的两大类优化方法——工程方法和数学方法，最后两章给出了与实际工程紧密相关的结构优化解决方法。 本书可作为高等学校土木工程专业高年级本科生及研究生的教材。