土建结构优化设计

内容提要

本书着重介绍结构优化设计的基本概念，且结合土建结构优化设计的实例来

阐述各种常用的优化设计方法，书中还适当地反映了该领域在当前国内外的新动

向。

全书共分十章。前七章为土建结构优化设计的一些主要方法，其内容有：结构

优化设计的基本概论、结构优化准则法、无约束最优化方法、线性规划、非线性规

划、动态规划以及几何规划；后三章是应用篇，包括：高层建筑结构的优化设计、结

构的系统优化以及结构优化设计的若干探讨。前七章作为优化方法的基本理论，

每章后面附有一定数量的习题。

本书可供高等院校土建、水利、桥梁等专业的高年级学生和研究生作为教材之

用，也可供上述有关专业的工程技术人员参考。

目录 第一章 结构优化设计的基本概论 §1－1 结构设计和结构优化设计 §1－2 结构优化设计的数学表达式 §1－3 结构优化设计的几种简单解法 小结 习 题 第二章 结构优化准则法 §2－1 满应力准则法 §2－2 齿行法 §2－3 带位移约束的齿行法 §2－4 能量准则法 §2－5 结构反应的敏度分析 小 结 习 题 第三章 无约束最优化方法 §3－1 无约束最优化问题的概述 §3－2 一维搜索0.618法抛物线法 §3－3 求多变量极值的直接搜索法 模态搜索法 方向加速法、单纯形法 §3－4 预应力钢筋混凝土长桩吊点位置的优化 §3－5 无约束最优化的解析法 梯度法 牛顿法、共轭梯度法、变尺度法 §3－6 目标函数为平方和的极小问题 最小二乘法、修正阻尼最小二乘法 §3－7 墩式码头桩基布置的优化 小 结 习 题 第四章 线性规划 §4－1 线性规划的数学模型 §4－2 线性规划的标准解法――单纯形法 §4－3 对等式约束及≥类约束的处理 §4－4 对偶线性规划 §4－5 刚架最小重量的极限设计 §4－6 用线性规划优化超静定桁架 §4－7 整数规划 小 结 习 题 第五章 非线性规划 §5－1 可行方向法 §5－2 复形法 §5－3 线性逼近法 §5－4 线性逼近法用于连续梁、框架及大跨度桁架的优化设计 §5－5 拉格朗日乘子法 §5－6 柯恩―塔克（Kuhn－Tucker）最优性条件 §57－ 钢筋混凝土受弯构件的标准化设计 §5－8 罚函数法（SUMT法） §5－9 无约束最小化逼近法用于预应力钢筋混凝土受弯构件的优化设计 小 结 习 题 第六章 动态规划 §6－1 动态规划的解题方法 §6－2 动态规划用于连续梁的优化设计 §6－3 动态规划用于标准构件的最优组合 小 结 习 题 第七章 几何规划 §7－1 无约束正定几何规划 §7－2 约束正定几何规划 小 结 习 题 第八章 高层建筑结构的优化设计 §8－1 多层框架结构的极限设计 §8－2 钢筋混凝土框架的优化设计 §8－3 框－剪体系在地震荷载作用下剪力墙数量的优化 §8－4 框－筒体系在风荷载作用下合理尺寸的探讨 §8－5 高层建筑的总体最优设计 小结 第九章 结构的系统优化 §9－1 系统优化设计的思想与方法 §9－2 钢筋混凝土多层框架结构的系统优化 §9－3 某大型贮运库设计方案的系统优化 §9－4 构架式动力基础的优化设计 小 结 第十章 结构优化设计的若干探讨 §10－1 结构优化设计的一般过程及分析上的困难 §10－2 结构优化设计提高效率的一些措施 §10－3 数学规划法与优化准则法的结合 §10－4 按可靠性准则实现结构最优化 §10－5 结构优化设计的展望 小 结 结束语 附录1 凸集、凸函数、凹函数、凸规划 附录2 矩形截面优化配筋率μ及优化系数ζη表 附录3 主要常用量的公制单位与国际制单位换算表 参考文献