優化設計論文范文10篇

基于蟻群算法的抗滑樁結構造價優化設計研究基于“海綿城市”理念的園林優化設計

1引言

海綿城市理念在園林綠地建設中極具適用性，而園林優化設計又是打造海綿城市過程中不可或缺的重要內容。當前，園林的主要功用是觀賞、休閑、娛樂，在人們日常生活中扮演著重要角色。基于海綿城市理念，對其進行優化設計，不僅能夠提高水資源利用率，而且能夠有效解決水污染問題，使城市空氣及環境得到凈化，經濟效益與生態效益兼備。

2海綿城市理念、建設原則及規劃目的

2.1海綿城市理念

海綿城市即充分發揮現代城市的彈性，使其對環境變化及自然災害具備較好的應對能力。海綿城市極為舒適，呈現宜居性特征，具備較好的滲透性和凈化功能。主要實現方法是充分發揮生態、自然排水系統功能，對雨水進行吸納和緩釋，有效緩解城市內澇問題，改善城市環境，解決水資源浪費問題。

摘要：為了提高行車速度和通行效率，將青島市黃島區團結路北段道路工程優化設計為客貨分離，客車與貨車各行其道，互不干擾，有利于提高道路行車安全，提高交通效率，實行客貨分離，滿足交通要求，將成為交通發展的新趨勢。在滿足“安全、適用、耐久、經濟、美觀”前提下，充分考慮市政道路工程現場實際情況，調整道路橫斷面，合理優化道路設計。

關鍵詞：客貨分離；優化；設計

1工程概況

隨著青島市黃島區經濟轉型、結構優化的快速發展，改善交通路網，樹立城市形象，完善城市功能，形成新的城市格局顯得尤為重要。現狀團結路長期超負荷使用，大部分路面出現嚴重破碎、沉陷、錯臺、裂縫等病害，影響了行車的安全和暢通，也影響了周邊的經濟發展。團結路作為青島市黃島區南北向主干路，南起嘉陵江路，北至紅石崖。根據黃島區的交通與規劃，隨著臨港工業區、富源工業園、保稅港區、前灣港區、南港工業園的建成，五大工業區的重型貨車日益增加，重型貨車通過團結路進入高速公路，團結路已經成為黃島區重型貨車的主要交通要道。團結路北段道路南起淮河路，北至富源一號路，改造道路長2658米。區內企業和廠區密集，有青島前灣港集團、青島賽輪股份有限公司、青島麗東化工公司等。團結路作為連接公路（328省道）與前灣港和同三高速公路的主要道路，其貨車交通量高于客車交通量。通過現場踏勘、調查與路面檢測，該路段的路面結構強度較低，抗裂性能差，同時隨著近幾年交通量的增大，目前機動車道路面的裂縫嚴重，斷板率高，錯臺較多，嚴重影響行車，已不能滿足現狀交通要求。為了更好地提高團結路交通能力，團結路北段道路改造工程（淮河路-富源一號路）進行客貨分離優化設計，雙向八車道，四條貨車專用道，四條客車專用道，兩側設置非機動車道、人行道與綠化帶。隨著道路交通運量持續增長，道路交通擁堵形勢日益嚴峻。為切實保障道路交通有序、安全、暢通，結合城市管理治理的工作部署，交警將進一步采取精細化的管理措施，團結路北段道路先行實施客貨分離交通組織。

2道路設計標準

道路等級：主干路；道路紅線寬度：50m；設計速度：V=60km/h；路面類型：瀝青混凝土路面；標準軸載：BZZ-100KN；交通量達到飽和狀態的設計年限：20年；瀝青路面的設計使用年限：15年。

1建立數學模型

1.1液壓容腔

液壓系統主要包括液壓元件與管路，一般情況下，液壓元件自身具有若干油口，同時和管路相連，由上述元件組成的即為液壓容腔。所以，在進行數字仿真的過程中，本文通過節點法塑造液壓系統的數學模型，也就是將液壓管路的匯交點看作節點，塑造所有節點的流量平衡方程，從而對節點壓力與進出該節點流量之和的聯系進行描述，獲取一組方程。對每個元件的油口進行標號，從而直觀地對液壓元件的不同油口進行判斷。完成每個容腔壓力-流量方程的塑造之后，依次對每個液壓元件的特性方程進行塑造，獲取每個油口的流量計算公式，即可實現液壓控制過程動態特性的有效描述。

1.2液壓控制元件

液壓控制元件主要包括定量泵、溢流閥、平衡閥以及換向閥。下面對上述元件在液壓控制中的動態特性進行分析。

2液壓控制過程的優化設計

1剪力墻結構的基本原則

由于剪力墻平面外承載力和剛度很小，而平面內承載力和剛度則相對較大，要盡量避免平面外的搭接，因為在梁與剪力墻進行連接時，會產生平面外彎矩的現象，使剪力墻平面外的安全性受到威脅。在剪力墻結構設計中，連梁跨高比小于2．5或者大于5的時候，會出現彎矩，剪力也會超過規定的限值，對工程造價產生重大的影響。剪力墻的布置主要是雙向和多向的，應該從整體出發，貫穿整個建筑物，在較長的剪力墻設計過程中，要將剪力墻平均分成若干段，每個獨立墻段的總高度與長度之比不宜小于3，墻段長度不宜大于8米，充分地發揮墻體配筋的作用。采用增加與沿梁軸線垂直的墻肢或者壁柱，減少彎矩對墻體的影響，控制剪力墻的平面外彎矩，把剪力墻拉通對直，避免疊合錯洞墻和錯洞剪力墻的出現，避免小墻肢在洞口與墻邊的出現，增強抗震的能力。

2剪力墻結構的設計

剪力墻長度和寬度尺寸與其厚度相比比較大，根據構件設計的要求不同，使用的設計長度與厚度則不同。一方面是墻肢的長度，剪力墻墻肢長度即為墻體截面高度，其長度不應超過8m。確保剪力墻結構的延性是設計剪力墻結構的關鍵。若要是避免脆性的剪切破壞，可將剪力墻設計成高寬比大于3的細高剪力墻結構。但有時由于墻體本身長度很大，要想保證比值大于3，就可以采用開洞的方法將其變為均勻的連肢體墻，而其洞口采用約束彎矩比較小的弱連梁的效果較好。另一方面是剪力墻墻肢的厚度，《高層建筑混凝土結構技術規程》規定了剪力墻的最小厚度，以保證剪力墻出平面的剛度和穩定性。住宅建筑填充墻厚一般為200mm，相應剪力墻墻厚也取為200mm。對于無地下室的高層建筑，為避免發生墻厚大于填充厚度的情況，在布置剪力墻時，應結合建筑平面，盡量避免使用一字形剪力墻，而采用L、T、Z、十字形等截面形式。按照《高層建筑混凝土結構技術規程》JGJ3－2010中相關規定，抗震設計時，重力荷載代表值作用下，一、二、三級剪力墻墻肢的軸壓比不宜超過表7．2．13的限值，若一、二、三級剪力墻底層墻肢截面的軸壓比超過表7．2．14的規定值時，以及部分框支剪力墻結構的剪力墻，應在底部加強部位及相鄰的上一層根據規范設置約束邊緣構件。兩端與剪力墻在平面內相連的梁為連梁，水平荷載作用下，墻肢如果發生彎曲變形，就會導致連梁產生內力，進而約束墻肢，減少墻肢的變形，改善其受力的狀態。在剪力墻結構設計中，常會出現連梁超筋的問題，可以通過減小連梁的截面高度、調整塑形方面的處理、放棄對連梁的使用等諸多方面來進行解決。

3剪力墻結構設計的優化措施

對建筑結構進行優化設計能夠在保證安全性的前提下，有效降低工程成本，在剪力墻結構優化設計中需針對工程的特點，分析其中存在的主要問題，對其結構布置及設計等進行適當的調整。以下以某工程為例，對剪力墻結構的優化設計具體措施進行分析。

摘要：本文結合南安職業中專葉飛將軍樓的設計創作，探討場地設計在建筑實踐中的具體應用從校園總體布局現狀、建筑功能要求和環境的地域特征出發，試圖探索出合理的、有效的創作理念，使得新舊建筑能和諧共生。

關鍵詞：中學校園；教學樓；場地設計；整體性；和諧

Abstract:WiththedesignandtheexperienceofYeFeiGeneralBuildinginNan''''anTechnicalSchool,thearticlediscussthepracticalapplicationoftheideasofthedesignonsiteinthepractice.Basedonthelayoutofexistingbuildingonthecampus,thedemandsofthefunctionandtheregionalcharactersoftheenvironment,wetrytoresearchrationalandeffectualconceptsofcreationinordertomaketherelationbetweenoldandnewbuildingbeharmoniousandsymbiotic.

Keywords:middleschoolyard;thebuildingofteaching;sitedesign;integrality;harmonization

在當代教育事業不斷發展的大好形勢下，學校招生規模在擴大，校園建設速度也在提高，在建設過程中面臨校園總體布局重新整合的問題，新舊建筑和諧共處的問題，以及實現校園建設可持續發展的問題等。在既有環境中，一座新建筑的介入，建筑設計必須從建設基地特定的自然條件和人文環境出發，把新建筑視為既有環境中的一個重要組成部分，通過優化設計要素進行環境整合，只有這樣，才能在一定程度上體現環境的特殊性，才能表現建筑師對建筑與環境理解的個性化，從而體現建筑與自然的和諧關系，使得建筑風格不僅兼具特定地域的環境特征和人文特色，又能提高校園整體可持續發展的適應性。

1工程概況

1噴泉方案優化設計的準備工作

在噴泉方案設計的過程中，有一條基本原則貫穿始終：結合城市的歷史文化背景、經濟發展狀況、自然氣候條件，充分表現出噴泉景觀的獨特藝術魅力。噴泉景觀工程并不是獨立存在的，而是作為整體景觀的一部分出現在出現在大型廣場、公園、步行街、小區花園等場合。方案設計一定要依據建設方的整體要求，重點考慮當地的環境因素、氣候因素、使用場合和方式因素，進行整體的構思，設計出整套可行科學的實施方案，城市整體效果服務。因此要把準備工作做精做細，主要有以下幾方面：

（1）方案主題結合當地的文化特色。每個城市都有自己的人文背景和民俗特色，噴泉方案設計時一定要結合當地民俗特點，挖掘當地歷史背景，緊扣當地文化內涵。結合音樂噴泉構成元素，突出主題。首先，燈光配色方案要符合地方特色。如在內蒙古地區要體現出草原文化，用主題色選擇綠色和藍色分別呼應遼闊的草原和蔚藍的天空；在延安地區就要展示紅色文化，用紅色作為主題色。其次，在水型搭配方面突出文化主題。在新疆瑪納斯紅酒文化主題廣場的音樂噴泉設計時，為了體現紅酒主題，特別研制了紅酒杯噴頭，布成從內到外5層紅酒塔，結合不用的燈光和角度照射，使其遠看像一個裝滿美酒的木酒桶，近看像一個裝滿紅酒的紅酒杯。為當地主題公園的一個標志性水體，獲得了極大的成功。再次，用音樂來呼應主題。噴泉是一個結合了視覺藝術和聽覺藝術的綜合體，音樂也是有生命的，或低吟，或傾訴、或歡唱。當音樂與水融合在了一起，共同表現出一個共同的主題。更容易抓住觀眾的眼睛，引起思想上的共鳴。

（2）了解噴泉景觀周圍的環境特點，使噴泉景觀與周圍環境融為一體。噴泉坐落的不同位置，選擇水型、燈光搭配，音響配置都是不同的。在步行街、小區花園等場合，盡量選擇高度比較低，水落點可控的造型，例如水母、雪松、涌泉、蒲公英等等。有人水互動要求的工程必須要充分考慮水的壓力因素，防止由于水壓過高和意外情況造成人身傷害危險。那些建設在河流胡泊中的噴泉景觀，由于與觀眾的距離較遠時，盡量選擇一些粗壯、高大水型樣式，體現水的力量和氣勢。例如百米高噴、擎天巨柱等。了解當地的氣候環境因素。中國復原遼闊，環境差距特別大。北方多風的地區多選擇一些抗風性比較好的水柱造型，并適當加粗出水口徑；而南方相對風較小的地區多選擇一些水膜，水幕電影方面的水型；針對水位穩定性比較好的地方可以選擇雪松或者涌泉水型；水位變動大的地方選擇跌水或者波浪脈動水型。

（3）根據景觀工程的總體要求，制定切實可行的設計方案。不同類型的噴泉對應不同的功能性。是把噴泉做成一個點綴環境的噴泉小品，還是作為一臺綜合性的音樂噴泉演出盛宴；是全天候使用還是在主要用于夜間；在噴泉設計初期一定要有明確的意見。每一位噴泉設計師在收到設計任務后，都會根據景觀的總體風格，結合考慮總體的投資額度，提出初步的方案，做出效果圖和演示動畫，模擬噴泉施工完成后的具體情況，給建設方提供直觀的具體的印象，然后再酌情調整，最終定稿。噴泉工程實踐中有種說法是“大投入大制作，小投入湊合做，不投入沒法做”，這就是說對于噴泉工程的方案確定，一定要看菜做飯，切實可行。

（4）充分了解自身噴泉設備的特點。有句話叫“沒有金剛鉆，別攬瓷器活”，對本公司在噴泉工程設計施工中的優勢和不足一定要有充分和客觀的認識。在噴泉設備選擇，電氣管路設計安裝、水型選擇和搭配方面、控制系統確定方面一定要充分和本公司的專業人士充分論證，揚長避短。在遇到與建設方意見不一致的地方要做好解釋工作。不能拍腦門硬上，給后期工作埋下隱患。

論文關鍵字：防突措施揭煤鉆場鉆孔設計最小控制范圍最優求值參數

論文摘要：為貫徹煤礦“安全第一，預防為主，綜合治理”的生產方針，鉆孔的應用越來越廣泛，特別是高瓦斯礦井和突出礦井的區域綜合防突措施的預抽鉆孔，每個鉆場設計上百鉆孔。為使繁瑣的鉆場鉆孔設計精確、方便、快捷，筆者根據《2009最新版防突細則》解析了穿層鉆孔預抽石門揭煤鉆孔最小控制范圍；分析確定了最少（3個）求值參數及其種類（56種）和最優求值參數的論證，并對其驗證；以穿層鉆孔預抽石門揭煤區域煤層瓦斯區域防突措施鉆場設計闡述驗證。

引言

《2009最新版防突細則》第四十九條中預抽石門揭煤鉆孔的最小控制范圍為兩個必要條件，意思不夠直接明確；鉆場設計繁瑣，且大部分鉆場設計工作者未能把鉆場設計與計算機緊密結合；鉆場鉆孔求值參數多，求值方法多，但卻未選擇最優求值參數，導致設計鉆孔參數不夠精確。筆者針對以上情況以預抽石門揭煤鉆孔為例闡述了鉆孔最小控制范圍和最少最優求值參數，以便精確、方便、快捷的設計鉆場鉆孔。

1、鉆孔最小控制范圍解析

《2009最新版防突細則》第四十九條（四）：預抽石門揭煤鉆孔的最小控制范圍是：石門和立井、斜井揭煤處巷道輪廓線外12m（急傾斜煤層底部或下幫6m），同時還應保證控制范圍的外邊緣到巷道輪廓線的最小距離不小于5m。

1Pro／E軟件

Pro／Engineer操作軟件是集CAD／CAM／CAE一體化的三維軟件。Pro／E提出了參數化概念，并且通過對單一數據庫進行應用，從而完成對各種相關問題的合理處理。此外，通過對模塊化方式的應用，用戶依據自身的需求完成相應選擇，并不需要對所有模塊都進行安裝［1］。通過對Pro／E軟件的合理應用，可以將設計合理的集合到一起，采取并行設計，確保合計的合理性。Pro／E對模塊方式進行合理應用，可以完成零件制作、裝配設計、加工處理等，保證用戶可以依據自己的需求完成相應的選用，實現對農業機械設計的合理優化。

2Pro／E軟件在農業機械設計的具體應用

2．1構建幾何模型。與其它大型。分析軟件相比，Pro／E軟件具有豐富的建模功能，下面在具體分析過程中，采用旋轉建模方對齒輪軸進行建立，齒輪軸過渡段的半徑大小為8．8mm。2．1．1模型材料屬性模型材料的屬性如表1所示。2．1．2約束及載荷。在本次分析實例過程中，扭矩加載可以通過下列兩者途徑實現：1）現在運動學模塊完成相應的分析工作，明確受力情況，然后將受力情況傳遞到結構分析模塊中。2）在分析結構模塊期間，近似加載扭矩［2］。考慮到各項因素的影響，本次分析選用后一種加載方法。沿著軸向構建圓柱坐標體系，處理加載圓柱面的殼，厚度可以隨意取值，為了方便分析，本次實例取值為1．0mm，構建扭矩加載點加載扭矩。驅動力矩位于加載軸中部，扭矩為8600N•mm，阻力扭矩位于軸兩端，分別為4300N•mm。2．2分析模型。完成約束及受力的設置后，通過對Pro／E軟件的應用，構建靜態模型，完成相應的分析工作。通過分析結果可以確定，最大應力為16．9N／mm2，設計應用的45號鋼最大屈服應力為354N／mm2，由此可見，最大屈服應力遠超過最大應力，因此尺寸的選擇相對來說比較保守、2．3建立設計參數。模型監理過程中，需要定義的參數有很多。如果在具體設計過程中，各項參數內容發生了改變，勢必會對模型的實際性能造成一定程度影響，如果各項參數都被應用到優化設計中，在具體優化過程中，涉及到的參數量十分龐大，這也就增加了優化設計的難度［3］。在具體問題分析過程中，考慮到不同的合計參數對于模型造成的影響會有所不同，因此可以對靈敏度分析進行應用，優先選擇對設計模型影響最大的參數，這樣一方面可以達到優化目的，另一方面也可以減少工作量。本次分析實例，可變尺寸參數少，因此將過渡段尺寸參數設計作為優選設計變量，原始尺寸為8．8mm。2．4優化設計。進行優化設計研究目的是在確保模型的各項功能能夠滿足要求的基礎下，縮小體系、減輕重量、降低成本［4］。進行優化設計過程中，也要對目標函數、約束條件、設計參數等各項內容進行定義。本次實例目標函數在滿足受力等各項要求下質量最輕；設計參數過渡段半徑；最大應力小于材料許應力。45號鋼的最大屈服應力354N／mm2，安全系數定為3，設置軸最大應力不超過114N／mm2。依據上述目標函數、設計參數、約束條件，運行分析的最優結果如表1所示。明顯，具有不錯的經濟效益。

3結束語

在機械設計優化過程，對Pro／E軟件進行合理應用，能夠在滿足具體設計的基礎下，使農業機械的設計水平得到進一步提高，并且可以及時發現設計過程中出現的各種問題，為相關工作人員提供相應的數據，確保設計的合理性。

1救生艙殼體結構

當井下發生瓦斯爆炸等突發情況時，無法及時安全升井的井下人員，可以在救生艙內堅持若干小時，等待外部救援。救生艙殼體由過渡艙、生存艙和隔離艙門組成。為了便于下井安裝，救生艙殼體帶多個法蘭，并通過螺栓連接而成，其中過渡艙作為人員進出的通道；生存艙作為避災人員躲災休息的場所，可抵御外部瓦斯爆炸帶來的沖擊波；隔離艙門將過渡艙與生存艙隔開以免進人時有害氣體進入生存艙。

2礦用救生艙殼體建模及有限元分析

2．1救生艙殼體的幾何模型

目前救生艙殼體結構有2種：①頂面為圓弧形，底面為矩形；②頂面和底面均為矩形。其中頂面和底面均為矩形的救生艙殼體結構具有較強抗爆能力，所以本文針對此進行研究。根據殼體各部分結構對有限元分析結果的影響程度差異，本文對救生艙殼體結構的三維幾何模型進行了一定簡化，救生艙整體結構依據殼體實際尺寸進行建模，細小部件合理簡化，保留主體結構特征。建立的救生艙殼體幾何模型。

2．2救生艙殼體的有限元模型

論文摘要：以一個復雜大型滑坡作為研究對象，通過對該滑坡形成的地質環境、影響滑坡的敏感因素、破壞方式及其穩定性驗算的分析研究和對設計過程的敘述，說明了滑坡治理過程中動態設計的重要性和必要性。

論文關鍵詞：滑坡治理方案優化動態設計

1工程概況

該滑坡位于一大型古滑坡群，滑坡體沿線路寬約300m，南北長約400m。該段線路原設計為緩和曲線，總體走向為SW60。，路基從滑坡的中前部以路塹形式通過，其路基中心最大挖方深度大于10m。在邊坡的開挖過程中，先是滑坡體西部局部坍塌變形，經2005年4月29日大雨，在滑坡體左側距線路中心線130m處的二級平臺以下，發生地面開裂，裂縫寬40CITI，在K28+120～K28+250段原卸載平臺上出現了多條垂直線路的縱向裂縫，線路施工被迫停工。經過8月份的雨季后，滑坡體位移迅速加大，原裂縫進一步加深、加寬，最寬處達45m左右，深達8m，滑坡體整體下滑。中前部K28+222~K28+258段左右坍塌變形嚴重，擠壓變形厲害，淺層滑坡剪出口局部已經形成，滑動擦痕明顯。

2工程地質特征

該滑坡的后緣陡峭，滑坡中間部位有一級滑坡階地和基巖姥坎，可分為前、后兩級滑坡體。從滑坡側界和滑坡前緣地形地貌等特征綜合確定主滑動方向為NW26。左右。滑坡區影響線路里程為K28+018~K28+300段，滑坡體縱向長度約350m，平行路線最大寬度達282m。