渐进演化类拓扑优化及其在混凝土复杂受力构件设计中的应用

第1章 绪论 1.1 概述 1.2 优化算法 1.2.1 优化算法的发展 1.2.2 现代优化算法 1.3 拓扑优化算法 1.3.1 离散体结构拓扑优化算法 1.3.2 连续体结构拓扑优化算法 1.4 与拓扑优化相关的钢筋混凝土构件设计理论 1.4.1 压杆-拉杆模型（STM） 1.4.2 压力路径 1.4.3 多目标优化设计 1.5 钢筋混凝土构件设计中拓扑优化的应用方式 1.5.1 基于钢筋混凝土整体模式的应用 1.51 2基于钢筋离散模式的应用 1.5.3 基于桁架模式的应用 1.5.4 基于3D混凝土打印的应用 1.6 本书的主要工作 第2章 渐进结构优化类算法 2.1 概述 2.2 ESO算法的基本思路 2.3 优化方向 2.4 优化的确定性 2.5 双向概率性优化 2.5.1 基本思路 2.5.2 优化步骤与流程图 2.5.3 数值算例 2.6 本章小结 第3章 加窗渐进结构优化 3.1 概述 3.2 基于应变能灵敏度的ESO 3.2.1 基本思路 3.2.2 基本流程 3.2.3 存在的问题 3.3 加窗ESO算法 3.3.1 基本思路 3.3.2 加窗方法 3.3.3 性能指标 3.3.4 实现步骤 3.3.5 拓扑解与Micheu桁架解 3.3.6 开洞深梁二维优化算例 3.3.7 实腹深梁优化算例及算法对比 3.3.8 桥梁工程三维优化算例 3.4 本章小结 第4章 材料多等级拓扑优化 4.1 概述 4.2 基本思想 4.2.1 数学模型 4.2.2 灵敏度 4.2.3 优化准则 4.2.4 优化流程 4.3 三点加载深梁算例 4.3.1 算例概况 4.3.2 折算体积下的优化对比 413.3 绝对体积下的优化对比 4.3.4 材料等级数的影响 4.4 其他D区算例 4.4.1 Z形梁 4.4.2 两跨连续深梁 4.4.3 开洞剪力墙 4.5 本章小结 第5章 位移边界与荷载工况对拓扑解的影响 5.1 概述 5.2 支座约束对单跨深梁拓扑解的影响 5.2.1 算例概况 5.2.2 拓扑解 5.2.3 支座约束的影响 5.3 开洞位置对单跨深梁拓扑解的影响 5.3.1 算例概况 5.3.2 拓扑解 5.3.3 开洞位置的影响 5.4 支座约束和开洞情况对两跨连续深梁拓扑解的影响 5.5 荷载作用位置的影响 5.5.1 算例概况 5.5.2 拓扑解 5.5.3 sTM构建 5.5.4 荷载作用位置的影响 5.6 荷载集度的影响 5.6.1 算例概况 5.6.2 拓扑解 5.6.3 荷载集度的影响 5.7 深梁配筋概念设计措施 5.7.1 不同支座条件下受拉主筋的设计 5.7.2 开洞设计 5.7.3 连续深梁设计 5.7.4 针对荷载工况特性的设计 5.8 本章小结 第6章 拟静力拓扑优化 6.1 概述 6.2 拟静力拓扑优化算法 6.2.1 优化模型与应变能计算 6.2.2 优化灵敏度构建与过滤 6.2.3 优化流程 6.3 数值算例 6.3.1 构件概况 6.3.2 有限元分析的相关参数 6.3.3 优化拓扑 6.3.4 优化方法比较 6.4 不同抗震设计方法下的仿真分析构件对比 6.4.1 配筋设计 6.4.2 有限元模型与加载方案 6.4.3 墙体耗能 6.4.4 钢筋应力 6.5 高宽比和轴压比对拓扑解的影响 6.5.1 高宽比的影响 6.5.2 轴压比的影响 6.6 抗震概念设计思路 6.7 本章小结 第7章 多荷载工况下的拓扑优化 7.1 概述 7.2 多目标优化基本理论 7.3 多静力目标GESO 7.3.1 荷载病态的处理 7.3.2 算法理论与实现步骤 7.3.3 单侧开洞简支深梁算例 7.3.4 两端固定铰支实腹深梁算例 7.4 静动力双目标ESO 7.4.1 灵敏度 7.4.2 优化参数 7.4.3 优化流程 7.4.4 两端固定铰支短梁算例 7.4.5 固支短梁与深梁算例 7.4.6 权重系数的影响 7.4.7 其他优化参数的影响 7.4.8 拓扑解的仿真对比 7.4.9 综合考虑静动力性能的短梁概念设计思路 7.5 本章小结 第8章 基于拓扑解的静定桁架模型构建 8.1 概述 8.2 模型构建方法 8.2.1 基本思路 8.2.2 拓扑解的应力分析 8.2.3 应力紊乱区滤除和杆件倾斜角确定 8.2.4 刚架模型组装与静定桁架模型转建 8.2.5 模型构建中特殊问题的处理 8.3 基于*小应变能原理的模型评价 8.4 基于非线性有限元分析的模型验证 8.4.1 构件配筋设计 8.4.2 仿真参数 8.4.3 仿真结果 8.5 本章小结 第9章 渐进演化类算法的构件设计应用与验证 9.1 概述 9.2 短梁设计 9.2.1 算例概况 9.2.2 短梁的拓扑解 9.2.3 短梁的Michell桁架解 9.2.4 有限元仿真分析 9.2.5 短梁优化设计思路 9.3 深梁设计 9.3.1 试件概况与设计 9.3.2 试件用材料性能 9.3.3 试验加载方案 9.3.4 测点布置及量测内容 9.3.5 裂缝与破坏形态 9.3.6 变形与应变 9.3.7 承载能力 9.4 箱梁预应力钢束设计 9.4.1 优化设计方法 9.4.2 工程案例概况 9.41 3拓扑解的获取 9.4.4 组合结构模型的建立与分析 9.4.5 钢束布置与设计 9.4.6 设计方法对比 9.5 本章小结 参考文献