基于规范和最优设防烈度的抗地震结构优化设计

给出的抗地震结构的优化设计方法具有以下特点：（１）完全和现行设计规范接轨，因而切实可行；（２）分二个层次进行优化，首先决策该结构的最优设防烈度，然后按该烈度进行结构的最小造价设计；（３）既考虑结构的近期投资（造价），又考虑其长远效益（遇灾的损失期望）；（４）考虑了抗震结构的多级设防原则。

抗灾结构的最优设防荷载与最优可靠度

本文提出了最优设防荷载的概念和决策方法,并证明了在同样条件下该法和最优设防可靠度的决策结果是一致的.后者在应用上尚有困难,而最优设防荷载的决策及其应用可以完全在符合国家设计规范的条件下进行,是结合实际而又简单可行的.此外,在本文中作者还提出了在多重失效准则情况下系统可靠性的多重性及其相应的定义和计算方法,为此还提出了“条件可靠度”的概念.

多级递阶工程结构系统抗地震设计的全局优化

多级递阶工程结构系统是复杂工程项目的主要工程结构依照功能逻辑关系所构成的多层次分支结构系列,表征了常见建设项目的一般性分布。以结构设防烈度为决策变量、地震灾害的多级设防为工程背景,建立了该系统全局优化的数学模型;考虑到系统的结构特点和目标函数的离散性,提出二个层次的优化计算方法,其中递级凝聚法用于大系统建模分析,改进的离散型共轭梯度法和改进的离散型 Lagrange 直接法分别执行具体的最优或次优化计算;算例讨论了复杂项目在抗震设防标准、工程造价和总投资分配方面的优化决策。上述概念、原则与方法为复杂工程的系统化设计、土木工程问题的科学决策提供了理论分析的基础。

论抗灾结构优化设计的实用化

讨论了抗灾结构优化设计应该具备的一些特点：抗灾优化的层次性；优化的目标必须既考虑结构的近期投资（造价）又考虑其长远效益（遇灾损失期望）；抗灾结构的多级设防原则；最优设防水平的决策；优化方法必须与现行国家设计规范相接轨。我们希望，这些研究成果可以作为修改和增补设计规范时的参考素材，或编制相应的推荐性设计规程。

三级设防抗震结构最优设计烈度的决策

提出的抗震结构最优设计(设防)烈度的决策方法具有以下特点:(1)以最近ISO2394;1998《结构可靠度总原则》提出的优化目标为目标函数;(2)完全和我国现行的设计规范犤1犦的精神和规定相一致;(3)指出抗震结构的三级设防标准犤1犦(小震不坏、中震可修、大震不倒)与我们提出的结构的三级工作模式犤2犦(安全、中介、失效)在概念上是一致的,因而可以利用文献犤3犦中提出的抗震结构可靠性向量分析方法进行地震危险性分析。

生命线网络系统结构设防水平决策遗传算法

本文以系统可靠度为安全性与经济性的综合指标,以建(构)筑物设防烈度作为优化参数,建立了生命线系统及单元抗震设防水平最优决策的数学模型。并以遗传算法作为优化手段,建立了实用优化算法。

面向多级性能设防目标的铅芯橡胶隔震支座基础隔震结构优化设计及分析

根据我国现行建筑抗震设计规范的要求,对基础隔震结构设计时采用将隔震层与上部结构分离计算的方法（即分离式方法）,这种方法没有将设防地震作用下的水平向减震系数和罕遇地震作用下的隔震层水平变形这两方面的性能要求同时考虑,难以获得最优的隔震支座力学性能的需求参数以及用于上部结构设计的水平向减震系数。为此,以铅芯橡胶隔震支座（LRB）基础隔震结构为研究对象,采用两自由度体系的简化模型,基于等效线性化和振型分解反应谱法推导了LRB基础隔震系统力学性能参数与水平向减震系数、隔震层最大水平变形之间的简化公式,参数分析中发现,存在一个临界屈服强度比（即铅芯屈服剪力与LRB基础隔震结构总重力的比值）使得水平向减震系数取得最小值,而且当取值大于该临界屈服强度比时,水平向减震系数和隔震层最大水平变形这两个性能指标相互矛盾,无法同时取得最优解,为此将优化目标取为两性能目标的线性组合,从而确定最优屈服强度比,并根据最优屈服强度比所对应的水平向减震系数进行上部结构设计,从而建立面向多级性能设防目标的LRB基础隔震结构优化设计方法。算例分析表明,按照上述优化设计方法所得到的水平向减震系数和隔震层最大水平变形与时程分析结果基本相符,说明该方法合理可行。通过对比分析认为,采用面向多级性能设防目标的优化设计方法所设计的LRB基础隔震结构即使在巨震作用下也具有良好的抗震性能。

抗震结构最优设防烈度的决策方法

提出了一种非常便于应用的与现行规范接轨的抗震结构优化设计方法：首先决策出该结构的最优设防烈度，然后按此烈度进行结构的最小造价设计或常规设计。在决策结构的最优设防烈度时，既考虑了结构的近期投资（ 造价） ，又考虑了它的长远效益（ 遇灾的损失期望） 。这是国际上早已提出而长期未能解决的问题。

基于失效模式的全寿命分灾抗震优化设计

以结构"投资-效益"准则的全寿命优化设计为研究背景,将结构的初始工程造价及失效损失费用最小化定为优化目标,并根据两阶段的优化方案,在决策抗震结构的最优设防水平阶段引入分灾抗震的概念,建立基于全寿命理论的分灾抗震优化设计数学模型,并通过工程实例证实文中所采用的优化思路是有效、可行的;进而,在按最优设防烈度进行优化设计阶段引入失效模式优化理论,从而建立基于失效模式的全寿命分灾抗震优化设计数学模型,为全寿命优化设计提供新的思路.