优化设计范文10篇

优化设计范文篇1

通常情况下，工程问题中的正交试验强度通常默认为2，即:一个N×k矩阵，如果它的任意2列中所有可能水平都出现并且出现的次数相同，则称这个矩阵为正交矩阵。对于一些简单的正交试验可以查表或者通过借助Isight等优化设计软件提供的正交试验来获得，但对于复杂正交试验，目前还没有一个准确快速的途径来获得，必须通过数学计算进行构造。在过去的几十年中，许多数学家和统计学家都曾致力于正交矩阵的构造，通过实践发现，比较可行的算法有矩阵的划分与求和、矩阵的并列以及投影矩阵法等。以下为各种正交试验构造算法总结描述。1单水平复杂正交试验设计对于各因子水平相同的情况，可以利用“划分”与“求和”的方法。利用该方法建立的正交矩阵基本表达式可记为个p－1水平，称为p3分列记列名为C;将此列依次与前面的每列按上面的加法分别计算出p－1个列，共计(p+1)×(p－1)个列，列名按指数化简表示，直到“划分”完毕，依次与前面的每列“求和”完毕为止，即可得到完整的单水平正交矩阵，其中的交互作用列可按列名中的指数作列计算表示。2多水平复杂正交试验设计1并列法对于一般的水平数不同的变量进行正交试验设计可以由水平数相等的正交矩阵通过“并列法”改造而成。以多水平正交矩阵L27(3991)为例，具体做法如下:首先通过1节中所述的方法获得正交矩阵L27(313)。取出表中按照1节中方法构造的第1，2列，两列中的数对共9种:(1，1)，(1，2)，(1，3)，(2，1)，(2，2)，(2，3)，(3，1)，(3，2)，(3，3)，把这9种数对依次变成1，2……9，就可以把第1，2列合并成一个9水平列，并作为新矩阵的第一列。去掉第1，2列的交互作用列。将其余的5，6……13列依次列为2，3，4……10列。即可得矩阵L27(3991)。2投影矩阵法正交投影定理是一个有效的构造复杂正交试验的方法。在投影矩阵的正交分解中，常用到的分解方法根据矩阵论定理对于任意的置换矩阵S以及正交矩阵L都有即可对正交矩阵进行简化分解，通过简化分解后的正交矩阵代入上述公式则可以完成复杂的正交矩阵的构造。

二、复杂正交试验设计软件开发

根据上述几种算法，有针对性地开发了一款适用于整车优化设计的复杂正交试验设计软件。软件界面。该软件可以构造样本数在600以内的能够满足车辆优化设计要求的绝大多数正交试验矩阵。用户可以通过以下两种方式进行DOE矩阵的构造。方式1:通过样本数构造DOE矩阵。工程技术人员可以首先根据项目确定的时间要求和计算资源计算出允许DOE工作完成的样本数，通过输入确定的样本个数来构造DOE矩阵，进而筛选可能参与优化的设计变量及水平。方式2:通过变量数构造DOE矩阵。对于已经明确了设计变量和工况要求的优化项目，样本个数已经由设计变量确定，工程技术人员可以有针对性地通过输入变量数查找符合变量和水平要求的DOE矩阵。同时该软件主界面允许用户设置矩阵和样本的选择容差，对于无法构造出完全满足前提要求的矩阵的情况，工程师可以Tolerance选项修正优化的前提条件，Tolerance选项允许输入的最大容差为100，以获得准确的正交试验矩阵。在确定好试验设计矩阵之后，工程师可以按照设计要求输入每个变量的属性，包括名称、是否连续、详细水平取值等，并通过自动导出EXCEL表格或自定义模板格式的形式生成DOE矩阵。

三、基于复杂正交试验的车辆优化设计

具备了通过软件构造复杂试验设计矩阵的能力，可以在前期大幅度提高试验设计精度，并且可以快速进行试验设计工作，最终保证高精度的优化设计结果。以下列举了几个应用复杂正交试验完成的车辆优化设计成功案例。1发动机罩减重优化在某三厢紧凑型轿车开发中，其发动机罩优化参数包括2个形状变量，1个材料变量，9个厚度变量，5个尺寸变量，应用L64(2341084)正交矩阵进行试验设计，优化限制条件为子系统模态、各项刚度、强度以及行人保护性能要求，通过Isight软件进行优化集成，最终优化设计结果满足各项性能指标，同时重量比原始设计方案减轻5%。优化前后各设计参数对比，其中设计变量对某设计指标的贡献量分析结果。2后举升门铰链刚度问题改善某MPV车型开发期间，后举升门铰链刚度在样车试验中出现塑性变形，需要通过优化设计方法对该问题进行改进。考虑到后期更改成本和项目开发时间，仅对相关区域各车身零件板厚进行优化，共涉及零件8个，采用L100(56102)构造DOE矩阵，通过构造响应面及集成优化设计，在保证重量不增加的前提下，整体刚度水平提高了46%，解决了举升门铰链变形问题。优化前后设计变量及输出指标结果如表1所示，其中某两个设计参数与一个刚度指标关系的三维近似模型如图6所示。3白车身前期优化设计优化设计已经成为目前上海通用白车身前期开发的标准工作流程，以某小型三厢轿车白车身开发为例，设计变量涉及白车身及副车架尺寸、厚度、形状等41个变量。采用L256(48833)正交矩阵进行试验设计，设计工况包括白车身结构、NVH和被动安全性等11个工况。为保证后期的优化方案能够正确地指导项目开发方向，对通过该正交试验矩阵建立的所有输出指标的数学模型精度进行了深入的分析研究。某优化指标的的误差分析结果。可以看出，采用多种误差分析方法统计的数学模型误差均在可接受范围之内。该项目通过后期多目标优化设计，清晰给出了各设计变量及性能指标之间的相互关系，将设计空间内的白车身架构性能最大化，同时有效地控制了前期车身重量指标，做到了前期白车身的效率最优化。其中各设计变量对于某安全性能的贡献量结果。以此优化结果作为后续开发的基础，避免了后期开发的盲目性，保证了后期开发的正确方向，按照该优化设计思路，已成功完成了多款新车型的前期开发。部分设计变量及设计指标优化前后取值。

四、结论与展望

优化设计范文篇2

在后置油门的优化设计中，其外部壳体和内部传感器都必须满足防水、防潮、防震、防灰尘、可靠性高、寿命长等性能要求。1机械结构工作原理：当后置油门手柄旋转时，，和手柄相连接的磁体旋转，使作用于霍尔元件上的磁感应强度发生改变，输出电压相应变化，以此反映出旋转角度的变化。2传感器结构原霍尔式角位移传感器结构如图2，和新霍尔式角位移传感器结构如图4对比原霍尔式角位移传感器使用的霍尔元件是直立式，单信号输出，必须设计一封闭式磁路与之配合，磁体装在转子中，转子和壳体有一旋转间隙，此间隙因受潮或灰尘进入等原因，转子容易发生卡住现象，导致后置油门不能正常工作。新霍尔式角位移传感器使用的是可编程三轴霍尔元件，平面封装，双信号输出，磁力线通过空气传导作用于霍尔元件的表面，当手柄旋转时，和手柄相连接的磁体旋转，作用于霍尔元件表面的磁感应强度产生变化，输出电压相应变化，反映出旋转角度的变化。旋转体与传感器没有直接接触，就不会产生任何磨损和卡住现象，其防水和工作寿命等各项性能指标得到保证。3回位弹簧设计在后置油门的工作寿命设计中，传感器由于是非接触式，工作寿命能满足1×107次以上全行程往返的要求，最主要就是弹簧的设计也要满足该要求。由后置油门结构及使用参数要求，弹簧扭距T＝1426N·mm，变形角φ＝50°＝0．87rad，内半径R1＝9mm，外半径R＝21．5mm。设计计算如下1）弹簧材料按照YB／T5310－2010“弹簧用不锈钢冷轧钢带”标准，选用牌号1Cr17Ni7，抗拉强度选为为σb＝1300MPa的不锈钢材料。2）许用应力当使用寿命大于105时，取［σ］＝（0．5～0．6）σb＝（0．5～0．6）×1300MPa＝650～780MPa，这里，取［σ］＝650MPa。3）弹簧材料的截面尺寸b，h，b＝5mm为已知条件，由公式h＝6k2Tb［σ槡］求截面厚度h，弹簧要求外端固定，因此k2＝1，所以h＝6×1×713槡5×650mm＝1．14mm，查“弹簧材料的厚度和宽度尺寸系列表”，取h＝1．2mm。4）弹簧工作长度l由“非接触型平面涡卷弹簧的设计计算公式表”中公式，并取k1＝1，E＝0×105N／mm2，l＝Ebh2φ12k1T＝2×105×5×1．23×0．8712×1×713mm＝146mm。5）节距tt＝π×（R2－R21）l＝3．14×（21．52－92）146mm＝8．19mm取t＝8．2mm。6）圈数n0n＝R－R1t＝21．5－98．2圈＝1．5圈。

二、传感器电路设计

传感器的电路设计主要要做好电磁兼容设计，第一是传感器对外发射的电磁干扰不能超过一定的限值；第二是传感器要具有抵抗外界电磁干扰的能力。霍尔元件可选用MELEXIS公司的MLX90316器件，它是一个可编程三轴霍尔传感器，0～360o高精度连续测量，线性模拟双信号输出。传感器技术参数如表1所示从以上主要电气技术参数可看出，霍尔式角位移传感器是直流小信号工作器件，对外发射的电磁干扰很小，其电路的设计主要放在抗外部干扰上，即保证传感器能够抵抗来自外部的干扰能正常工作和承受外部电压的冲击而不被损坏。具体电路如图4所示。电路中E1、E2为磁珠，可以吸收传导来的噪音；C1～C5为贴片电容，可以吸收和滤除噪音；D1、D2为双向TVS管（瞬态抑制二极管），当两端经受瞬间的高能量冲击时，它能以极高的速度（最高达1×10－12s）使其阻抗骤然降低，同时吸收一个大电流，将其两端间的电压箝位在一个预定的数值上，从而确保霍尔元件免受瞬态高能量的冲击而损坏。TVS管的选取：TVS管额定反向关断电压Vwm应大于或等于被保护电路的最大工作电压。考虑到霍尔元件的工作电压为5V，但编程电压为7．5V，以及TVS管的离散性，TVS管可选用SMCJ11CA。为了满足传感器防水，防潮，防震，防灰尘等性能要求，电路板可用韧性好的弹性体环氧树脂封装在塑料密闭腔内，既防水，又具有吸震与缓冲效果。由于HALL元件选用的是一个可编程双信号输出霍尔元件，所以，只要传感器和后置油门总成装配好后，再按照电气性能要求写入相应程序。

三、结语

优化设计范文篇3

关键词:城镇;燃气管网;优化设计

1影响城镇燃气管网优化设计的主要因素

1．1管道压力调节装置。目前很多居民都用天燃气代替电能的使用，有效促进了天燃气的发展，对城镇燃气管网进行优化设计，不但能够提高天燃气的安全性，还能为居民生活提供便利性。管道压力调节装置是燃气管网的主要阀门装置，它对燃气输送过程中的压力和安全起着重要作用，所以，相关人员要加强对管理压力调节装置的重视，尽量选择具有主副调压有明显区分功能和超压自动切断的调压器，提高装置的安全性，进而提高天燃气的使用率。主副调压功能主要是当出现紧急情况时，主调压器功能关闭，不影响副调压器的正常工作，从而减少对居民正常生活的影响，确保装置正常运行。选择主副调压还具有一个优势，能够使两个调压器分开工作，这样不仅减少了资源浪费，还能确保居民使用过程中的安全性。工作人员选择超压自动切断调压器，与普通调压器相比，这种调压器具有显著的优势，燃气管道内燃气输送流量的压力应该低于调压器的最高标注压力承受范围，一旦调压器超过标准压力范围，超压调节器就会自动切断，这样不但确保了居民使用的安全性，还能减少燃气泄漏对环境的污染，从而提高我国生态环境，促进我国能源持续发展。1．2城镇燃气管网布置的理念及方法。城镇燃气管网的优化设计为管网的具体布置提供了科学的理论指导，使得相关工作顺利进行。但理论知识离不开实际操作，要想确保理论知识的合理性，必须把其运用到实际生活中，通过管网布置的实际检验才能体现出设计的优化，进而发挥出燃气管网最大效用，促进我国天燃气长期发展。工作人员在布置城镇燃气管网时，要对管网管径的实际情况进行考察，了解管径的大小，使其满足居民生活实际需求，工作人员不能对管网管径大小进行盲目判断，影响居民对天燃气的使用效率。为了确保管网设计优化的准确性，使得以后工作顺利进行，工作人员应该对管网优化设计进行严密的理论值数值计算，根据实际情况对其进行精准的计算，从而得出合理的数值作为理论指导的参考依据，进而对城镇燃气网进行布置。1．3城镇燃气管网材质量的选择和把控。现在大多数燃气管网都是走暗线，把线埋在地下，由于地下环境较为潮湿，并且土壤中的一些成分会对燃气管网的材料进行腐蚀，长此以往会破坏管材的结构，严重情况会出现天燃气泄漏，这会给居民的安全带来巨大的隐患，影响居民正常生活。因此，工作人员在选择城镇燃气管网管材时，要选择合适的材料，考虑管材的使用性能，尽量选择一些抗腐蚀性较强的材料，这就不但能够节省材料的成本，还能避免出现管材裂开时带来的麻烦，从而减少了大量的财力、人力，进而提高城镇燃气管网的经济效益。与钢材管相比，PE管具有较大的优势，不但具有抗腐蚀性，而且成本较低、使用寿命较长，因此，工作人员在选择城镇燃气管网材料时尽量选择PE管，提高燃气管网的安全性。

2城镇燃气管网的具体优化建设方法

2．1设计合理的优化燃气管网方案。燃气管网的铺设是在地底下进行，工程量较大，需要花费较大的人力和物力，一旦对其进行重修，会给工作人员带来较大的难度。所以，在铺设之前，工作人员要做好设计方案。首先，工作人员要对实际情况进行考察，了解地下管线埋设的位置和建筑的特征，从而制定出合理的燃气管网设计方案，这个方案必须充分优化高、中、低不同气压燃气管道的具体分布。2．2严格把控管网铺设的质量。城镇燃气管网建设是一个复杂的工程，涉及到很多方面内容，一旦把管线埋入地下，后期再进行修改会有较大的难度，这就需要工作人员在铺设安装之前，根据方案进行严格铺设。由于工程项目具有一定的难度，这对工作人员提出了较高要求，需要工作人员具有较强的专业技能和实际经验才能做好这项工作。在铺设过程中，工作人员要尽量减少管网的弯曲，从而节省管道铺设的成本，提高工程的经济效益。专业技术较强的工作人员在施工时，要注意到相关细节，确保每个管道的接口牢固，进而提高燃气管网的质量。2．3定期对管网材料进行检查和维修。一般钢材质的管网尽管牢固，但容易受到腐蚀，会带来一定程度上的安全隐患。因此，工作人员不但要对材料进行防腐蚀技术处理，还要定期对材料进行检查和维修。工作人员在发现材料存在轻微腐蚀时，要对其进行擦洗保养，延长材料的使用寿命，对于腐蚀情况较为严重的材料，工作人员要对其进行及时更换，确保居民使用的安全性。

3结语

城镇燃气管网关系着居民的安全性，因此，相关人员要对城镇燃气网进行优化设计，提高燃气管网的使用效率，从而促进我国能源的合理使用。

参考文献:

［1］李明，卢东波，陈敏，等．城镇燃气管网优化设计初探［J］．云南化工，2017，44(6):84－86．

优化设计范文篇4

1底架的第一轮拓扑优化设计

1.1底架拓扑优化空间的建立。本文分析的纯电动客车整车骨架采用HyperMesh软件进行有限元建模。其中有限元单元总数为1290403个，节点数1260881个，三角形单元有7694个，占总数比为0.6%＜5%。故有限元模型合格。其整车车身骨架有限元模型如图1所示。拓扑优化是在给定的设计空间区域内找到其最优的材料分布，以达到最优力学性能和最省材料分布的结构优化设计［8］。所以拓扑优化被广泛用于汽车的正向设计以及轻量化设计［9－11］。本文基于SIMP材料差值的变密度法，以拓扑空间的单元密度为设计变量;以优化后与优化前的总体积比值不大于0.1为约束条件;以柔度最小化(即刚度值最大)为目标函数进行拓扑优化。本文所研究车型为底置电池的纯电动客车骨架，与传统燃油机客车骨架相比，纯电动客车车身结构与承受载荷基本保持不变，由于底架上的发动机换成了电池，并且电池体积分布较大，质量较重，因此底架的结构改动较大。所以本文只将底架作为拓扑优化设计空间，车身骨架仍采用较为成熟的基础车型客车骨架作为非拓扑设计空间，并将该底架作为拓扑设计空间，车身骨架作为非拓扑设计空间的整车骨架有限元模型在Optistruct软件中进行迭代计算。原底架如图2所示。为使拓扑空间达到最大化，除保留底架主要横纵梁以及一些功能性方钢以外，其余斜撑等方钢全部删除。由于前中门踏板作为单独总成进行整车组装，且考虑需站立乘客等情况应过盈设计，所以将其作为非拓扑空间。在拓扑空间区域铺设20mm厚的钢板。关于下文所用到的方向，其设置标准为:X轴为纵向，客车后侧方向为正向;Y轴为横向，客车右侧方向为正向;Z轴为竖直方向，向上方向为正向。底架铺设钢板示意图如图3所示。整个底架一共铺设73组钢板，其中XOY面铺设40组，XOZ面铺设10组，YOZ面铺设23组。为了使拓扑优化结果便于工程制造和工艺性，软件中设置了模式组约束进行对称设计。同时设置最小成员尺寸为75mm，最大成员尺寸为150mm。1.2工况设置和权重系数的确定。1.2.1拓扑优化的工况设置。客车在行驶过程中最常见的两种工况为弯曲工况和扭转工况，因此本次拓扑优化采取弯曲工况和扭转工况进行工况设置。对于弯曲工况:约束左前轮DOF23、右前轮DOF3、左后轮DOF123、右后轮DOF3。在底架中段左右纵梁上方施加均布载荷，均布载荷单侧合力大小为1000N。对于扭转工况:约束左后轮DOF123，右后轮DOF13，左前气囊和右前气囊之间建立MPC约束，MPC约束上施加力矩为2000Nm［12］。1.2.2多工况权重系数的确定。对于弯曲工况和扭转工况权重系数的确定，先给定弯曲和扭转两工况权重系数均为1，然后在Optist-ruct软件中进行一个迭代步的运算后输出OUT文件，查看OUT文件中两工况compliance值分别为2.988393E+02和1.150530E+03。由于两工况com-pliance值相差约4倍，因此重新给定弯曲和扭转两工况权重系数分别为4和1，重复上述步骤，得到两工况compliance值相近，分别为1.195357E+03和1.150529E+03。此时给定的权重系数即为合理的权重系数值。1.3拓扑优化结果与传力路径分析。通过Optistruct软件计算，经过73步迭代运算，得到拓扑优化计算结果。本次拓扑主要删除斜撑而保留横纵梁。通过局部放大车架的拓扑结果图，XOY面后桥左右上方拓扑优化结果与YOZ面与中部地板相连的后桥左右处拓扑优化结果如图4所示。由于后桥左右上方中间2根横梁处存在座椅安装点，故在底架的第一轮拓扑优化中只删除了附近的斜撑，保留了横梁。而从图4(a)可知，后桥左右上方中间2根横梁的存在明显打断了拓扑的传力路径。由图4(b)可知中间2根横梁虽有一定的加强作用，但是其传力路径结构复杂且衍生出很多细小路径，不利于工艺制造。故需要对这些横纵梁方钢进一步删除，扩大拓扑优化空间进行第二轮拓扑优化。使得传力路径更加清晰合理。即通过第一轮拓扑优化结果分析找出由于横纵梁的存在而导致的传力路径不合理的局部空间，对其拓扑空间进一步释放后展开第二轮拓扑优化。

2底架的第二轮拓扑优化设计

2.1底架局部改进后的拓扑优化空间。通过对第一轮拓扑优化结果与传力路径的分析可知，由于过多保留横纵梁方钢导致底架多处部位出现传力路径被打断以及衍生出过多细小路径等现象。故在不改变约束条件和目标函数的前提下，通过扩大第一轮底架拓扑优化空间，而车身骨架仍采用基础车型骨架作为非拓扑优化空间，最终将底架拓扑设计空间改动后的整车骨架有限元模型在Optistruct软件中进行迭代运算。第二轮拓扑XOY面后桥左右上方铺设钢板与YOZ面与中部地板相连的后桥左右铺设钢板如图5所示。即删除中间横梁，使得拓扑空间进一步释放。整个底架一共铺设69组钢板，其中XOY面铺设38组，XOZ面铺设10组，YOZ面铺设21组。第二轮拓扑底架铺设钢板示意图如图6所示。(a)XOY面后桥左右上方(b)XOZ面与中部地板相连的后桥左右处图5第二轮拓扑铺设钢板示意图图6第二轮拓扑底架铺设钢板示意图2.2拓扑优化结果与方钢搭建。2.2.1局部改进处的拓扑传力路径分析。通过Optistruct软件计算，经过72步迭代运算，得到拓扑优化计算结果。XOY面后桥左右上方第二轮拓扑优化结果与YOZ面与中部地板相连的后桥左右处第二轮拓扑结果如图7所示。(a)XOY面后桥左右上方(b)YOZ面与中部地板相连的后桥左右处图7第二轮拓扑优化结果示意图对比图4(a)和图7(a)可知第二轮拓扑优化传力路径无被打断现象;对比图4(b)和图7(b)可知第二轮拓扑优化传力路径更加清晰连贯且未出现细小路径。可进行下一步的方钢搭建。2.2.2底架第二轮拓扑优化结果与方钢搭建。通过HyperMesh软件Post界面中OSSmoth处理以及可制造化处理原则进行方钢搭建。XOY面拓扑优化结果如图8所示，XOY面方钢搭建如图9所示。图8XOY面拓扑优化结果图9XOY面方钢搭建从拓扑优化结果示意图可以看出，整体拓扑传力路径比较清晰且较为合理。故本次拓扑后的方钢搭建严格按照拓扑优化结果进行。考虑到生产工艺技术等工程实际情况，只对局部传力路径不明显处进行略微删减和改进。2.3拓扑优化前后的性能对比。客车的刚度主要包括弯曲刚度和扭转刚度。刚度工况的设置与拓扑优化的静力学分析设置相同。拓扑优化前后相关值对比见表1。由表1可知，经过两轮拓扑优化后与原车型相比，底架质量减轻了0．048t，弯曲刚度增加了4492.2N/mm，增幅达到了50.1%，扭转刚度增加了548.3kNm/rad，增幅达到了35.1%。

3结束语

优化设计范文篇5

1上料系统简介

垣曲冶炼厂的精矿库建在火车站西货线的南侧，主要是对三矿及外购的铜精矿、金精矿及其它含铜物料进行计量、储存和拌料。在精矿仓内经抓斗拌料后，运送至厂房内的中间料仓，经漏斗下料，由1~4#定量给料机计量后，倒运至管式皮带输送机上。1~4#定量给料机既可单独工作，也可全部开启，给料量由计算机设定。管式皮带输送机运送至配料厂房精矿仓，根据底吹熔炼炉对精矿成分的要求，经过核算后将来自原料仓的混合铜精矿、渣精矿、细烟灰、煤、石英石和返料由抓斗式桥式起重机分别抓入配料仓中，六种物料经过5~10#定量给料机计量配料后，由6#皮带输送机运至底吹炉厂房炉顶料仓；精矿配料系统有3台配料用定量给料机，根据精矿种类，可多台同时运行。

2优化设计

精矿上料运输的物料为精矿，物料粒度0.074mm大于90%，密度1.8~2.0t/m3，含水8%~10%，精矿传统的远距离输送一般采用普通皮带运输，根据高差和距离需要设立若干中间转运站，本项目如采用传统皮带运输，中途需要4个转运站，土建投资大，运行成本高。根据精矿物料特性，设计一般采用座式敞开式圆盘给料机连接漏斗，给皮带运输机给料，本工程对给料机和精矿远距离运输进行了设计优化。2.1管式皮带输送机。精矿远距离输送优化设计选用了管式皮带输送机。管式皮带输送机是近二十年新兴的物料输送技术，是由呈六边形布置的辊子强制胶带裹成边缘互相搭接成的圆管皮带用于输送物料的一种新型带式输送机。它的关键设备是采用耐久、刚性适度、质量可靠的专用管状输送皮带和高性能的托辊组。管状带式输送机具有以下优点：远距离输送不需要设立中间转运站；可以应对复杂的自然地形，可以按照自然地形进行上升、下降和转弯运输，最大输送倾角可以达到30°；运输过程为全封闭管状运输，物料不会散落和飞扬等优点，有效防止物料的损失和环境的污染。垣曲冶炼厂的管式皮带机起点在精矿库，终点在配料厂房，长约1908米，输送量为250t/h，最大输送量为300t/h，由四川自贡生产，其仪控系统采用DCS控制系统，将精矿由精矿库输送至厂区的配料仓。管式皮带的主要特性见表1。2.2精矿输送给料直接采用定量给料机。原设计精矿采用抓斗-漏斗-圆盘给料机-定量给料机-上料主皮带送至炉顶料仓，设计优化去掉了圆盘给料机，精矿漏斗直接连接定量给料机给料。设计优化了漏斗下部的变径管和溜管，确保精矿稳定给料，且精矿压在定量给料机皮带上，不会影响定量给料机的正常运行。定量给料机的示意如下图3：精矿仓采用4台定量给料机，配料厂房采用3台定量给料机运输精矿，缩短运输流程，降低了精矿仓和配料厂房的高度，可减少建设投资成本。定量给料机的主要特性见表2。

3优化前后比较

3.1投资成本。（1）管状带式输送机按照原设计的采用普通皮带运输机从精矿仓到配料仓，中途需要4个转运站，全程需要封闭皮带廊，其转运站、皮带系统、皮带廊、通风、照明、土建、安装等共计费用为2538万（不包括监控系统）。采用管式皮带运输精矿，机长度为1908m，皮带使用钢丝绳芯胶带，包括设备混凝土基础，工程总费用1370万元。通过分析对比，优化设计使用管式皮带运输机，设备整机由专业厂家总包设计安装，设备附带钢结构检查走道，土建只需设备混凝土基础，不需要皮带廊和转运站，节约建设投资约1000万元，且建设周期短，施工难度小。（2）圆盘给料机从上料系统流程可以看出，垣曲冶炼厂优化设计在配置上减少了7台φ2000圆盘给料机，每台设备费用按8万元计算，节约投资56万元。φ2000圆盘给料机设备高度为800mm，加设备基础200mm，总高1m，相应精矿仓厂房和配料厂房比优化后整体要高1m，建设投资增加300万元。因此，设计优化后建设期投资可节约1356万元。3.2运行成本。原设计的采用普通皮带运输机需要4个转运站，每条皮带75kW电机，至少需要4个定员；管式皮带机采用160kW电机3台，变频调速，只需要2个巡检工人。按8h工作制度计算，（160kW/台×3台×80%-75kW/台×4台）×8h×330d×0.46元/kWh=10.2万元，定员增加2人×5万元/a=10万元，运行费用基本持平。每台圆盘给料机22kW，7台全年运行用电费用为32.72万元，分别为精矿仓4台，8h工作制度，22kW/台×4台×8h×330d×0.46元/kWh=10.68万元；配料厂房3台，24h工作制度，按22h/d计算，22kW/台×3台×22h×330d×0.46元/kWh=22.04万元。另外，管式皮带机封闭运输减少物料运输掉落的损耗和转运落料点扬尘损失；减少圆盘给料机，减少一次精矿转运，均可以提高金属回收率，同时减少工人劳动强度。设计优化后，每年可节约运行费用（含制造费）约40万元。

4结语

优化设计范文篇6

1引言

海绵城市理念在园林绿地建设中极具适用性，而园林优化设计又是打造海绵城市过程中不可或缺的重要内容。当前，园林的主要功用是观赏、休闲、娱乐，在人们日常生活中扮演着重要角色。基于海绵城市理念，对其进行优化设计，不仅能够提高水资源利用率，而且能够有效解决水污染问题，使城市空气及环境得到净化，经济效益与生态效益兼备。

2海绵城市理念、建设原则及规划目的

2.1海绵城市理念

海绵城市即充分发挥现代城市的弹性，使其对环境变化及自然灾害具备较好的应对能力。海绵城市极为舒适，呈现宜居性特征，具备较好的渗透性和净化功能。主要实现方法是充分发挥生态、自然排水系统功能，对雨水进行吸纳和缓释，有效缓解城市内涝问题，改善城市环境，解决水资源浪费问题。

2.2海绵城市建设原则

安全性原则。参考城市防洪排涝标准，进行海绵城市建设，使城市雨水控制系统更加安全、可靠，抵制自然灾害，保护人民群众的生命财产安全，保障城市供水，为人们提供一个安全的用水环境。生态性原则。生态问题是海绵城市规划及建设中考量的重要内容，将自然排水系统应用到公园、河流、绿地等海绵体中，使雨水能够自然排放和净化，对水资源进行充分利用，使其具备较强的自然修复能力。因地制宜原则。依据区域性地质情况和水文特征等，分析园林设计中的各影响因素，以对开发设施和系统等进行针对性选择。④统筹建设原则。将海绵城市理念应用到园林优化设计中，需各部门及专业共同参与及合作，该过程中要分工明确，对各项设计施工内容进行统筹安排，达到园林预期设计目标，并兼顾社会性、经济性和环保性[1]。

2.3海绵城市规划目标

首先，提高雨水利用率。以海绵城市理念为基础，对园林进行优化设计，能够对雨水资源进行合理应用，具体实现方法是集蓄和渗透，继而对地下水进行有效补充，以对径流系数进行有效控制，使排水压力得到有效缓解。与此同时，也可以通过池塘、湿地和自然水体等，对雨水进行科学调蓄和应用，使城市生态环境得到有效改善。其次，改善城市景观。在园林优化设计中应用海绵城市理念，能够对现有城市景观进行有效改善。公园、绿地等多处于生态敏感地带，其因自身独有的生态格局，极具休闲性。但是，要改变传统开发模式，既要实现自然资源保护，又要促进城市发展，依据城市水文地质及水环境特征，实现控制目标规划。与此同时，建设园林时，很容易污染水资源，需对降水径流污染进行严格控制。

3基于海绵城市理念的园林优化设计方法

3.1转变传统设计理念

城市园林设计中，设计人员很容易沿用传统设计理念，采用水泵、管渠等设计方式，园林道路面积相对较大。部分设计人员秉承末端集中排水原则，导致园林很容易在降雨天气出现雨水淤积。海绵城市更倾向于采用自然排水方式，选择下沉式绿地等影响相对较小的排水方法，注重源头分散控制。相较于传统园林设计理念，基于海绵城市理念的园林设计方式更具先进性及可行性，不仅有助于节约水资源，而且排水畅通。设计人员也要依据园林实际情况，改变传统设计理念，选择适用性较强的设计方法，以达到良好的园林设计效果，符合海绵城市建设要求。例如，园林优化设计中，可选用渗透技术，构建雨水花园、生物滞留带、渗井等，减少不必要的水资源浪费问题，确保雨水天气排水畅通；在绿地、广场等设置湿塘以及各类渗管渠等。

3.2科学选择海绵体

海绵园林的优越性主要表现在三个方面：对园林原有生态系统进行有效保护；对已破坏生态系统进行修复。低影响开发。然而，现阶段，城市海绵园林建设中仍然存在诸多问题，海绵体吸收能力较小或者使用过程中发生损坏等。产生该类问题的原因主要是工作人员的重视度不足，其并未依据地区实际情况，对外部环境进行全面考察、分析和论证，导致海绵体选择过于随意，以至于无法达到良好的园林优化设计效果。我国国土资源辽阔，各地区环境和气候有所不同，存在较大差异，城市降水量也有差别。为将海绵体的效用发挥到最大，设计人员要依据城市园林建设要求及区域状况，对海绵体进行合理选择，确保其适用性，并进行严格的质量检查。而施工单位也要依据工作人员的调查情况，将基础设施采购工作落实到位，达到预期园林设计效果。

3.3合理设计景观，低影响开发

依据地域特征及城市园林建设要求，既要确保基础设施建设工作，又要兼顾市政设施的稳定性。降雨之后，选择源头分散的控制方法，对雨洪进行低冲击开发利用。其中，控制参数包括排水量和径流系数，对各项技术进行合理应用和开发，设置透水铺装，将蓄水池、碎石沟、渗透渠等基础性海绵设施建设工作落实到位。小径流中，采用正确的方式，对观望承受的雨水压力进行有效控制，并合理建设排水网络，使其分布合理，既要确保各项基础设施建设的完整性，又要将其与市政设施进行完美融合。有效融合景观植物。设计施工单位要对园林土壤状况进行全面分析，对其具备清晰的认识，优选改良土壤，以实现径流量控制，并进行地下水补给。与此同时，也要依据区域状况及园林优化设计要求，对草、灌、乔等各类植物进行合理搭配，注重水生植物与陆生植物的协调性，增加园林中植物种类。对园林气候和水土特性等进行综合考量，优选植物群。该过程中，也要立体种植植物，依据植物特性，确保各品种之间搭配的合理性，并考量外部土壤、气候特征，使其与植物生长要求及规律等相符合，在园林优化设计中，实现多样化种植。在园林内部设置植物群落，以对地表径流进行有效控制，使水循环时刻处于良好的运行状况，使水资源得到充分利用，减少不必要的浪费问题。依据植物实际分布状况，考量生态效益的同时，适当种植乔木、草本植物等，达到防风固沙效果。树根经长期生长，蔓延到地下，用以保持水土。该过程中需要考量的相关内容比较多，需对公园和道路系统中的雨水节点、排水方向等进行严格考量，并划定排水分区，依据场地竖向，划定拟布局低影响开发设施汇水面，并测量其面积。选择低影响开发设施类型，并对其进行合理布局。

4结语

综上所述，将海绵城市理念应用到园林优化设计中极具适用性。市政及相关设计部门要结合园林设计及建设理念，对海绵城市概念具备清晰的认识，依据园林优化设计要求，改变设计人员的传统观念，合理选择海绵体，实现海绵园林建设目标，减少不必要的水资源浪费问题，实现环境保护，为人们提供良好的休闲、娱乐场所，提高我国城市园林建设整体水平。

作者:李跃雯 单位:中国城市建设研究院有限公司

优化设计范文篇7

关键词：变电站；220kV架构；优化设计；3D3S

一直以来我国针对变电站架构设计均采用标准化设计方法，为了控制安全性，往往存在较大的安全富裕，但是这也在一定程度上造成了严重的资源浪费。基于此种情况，对变电站输电铁塔架构开展优化设计具有非常重要的意义[1]。在本文的研究当中选择采用3D3S软件对某一220kV变电站架构进行建模分析，并探索优化设计的具体方法。

1空间模型

采用3D3S作为空间建模工具，根据工程实际情况建立模型，该模型的具体架构如图1中所示。完成空间模型建立之后，还需要根据工程实际情况，将架构所承担的荷载施加到结构之上。具体来说所需要施加的荷载主要包含：地震力、风力、导线、架构本身重量以及导线所受到的风荷载等。在进行荷载施加时需要严格按照实际情况进行分析，并合理施加荷载。

2档距选择

档距的选择是杆塔结构设计中所考虑的重点内容，同时也是控制工程成本的重要方法。单基杆塔的重量及单位公里杆塔数量决定了单位公里的塔重。单基塔重与杆塔基础成反比[2]。因此，在实际当中针对档距的选择往往只能依赖于经验，即在满足结构受力的前提之下尽量选择最优的档距。基于此种情况，在本文的研究当中结合笔者的实际工作经验，针对不同的塔型设计了多组不同的档距方法，并对不同设计方案的单位公里塔重进行了测算。根据比选结果，在该工程当中所采用的档距如表1所示。

3基础选型

在杆塔设计中基础具有非常重要的意义，也是影响工程造价的重要因素，尤其是随着电压等级的不断提升，基础造价在工程总造价中所占据的比例正在不断提升[3]。另外，基础设计涉及的因素相对较多，需要综合考虑施工条件、施工进度要求、承载力等多种要求。因此，基础选型也存在着较大的难度[4]。基于此种情况，在本文当中以SJ411C型杆塔为例对基础选型进行了分析。该杆塔基础最初选择采用斜柱插入式基础，基础露头为900mm，埋深为4.5m，具体设计如下页图2所示。但是经施工单位反馈在开挖过程中出现流砂，同时基坑存在严重坍塌情况，若继续采用原有基础设计方案，则必须要做好基坑支护以及井点降水技术处理，这必然会造成成本费用的严重浪费。在本工程项目当中综合考虑多种因素，选择将基础进行扩大处理，同时将实际地基情况输入到3D3S中对基础进行承载力、上拔稳定验算、下压稳定验算、冲切破坏验算，具体设计结果如图3所示。

4结语

以某一220kV变电站为例分析了变电站架构的优化设计方法，指出了杆塔档距选择以及基础选型优化设计方法，希望能对变电站架构设计优化有所启发。

参考文献

[1]何勇，刘玮，刘汉生，等.三沪直流输电线路工程杆塔优化设计[J].电力建设，2008（6）：30-34.

[2]张子富，杨靖波.提高导线悬挂高度的杆塔结构优化研究[J].电力建设，2009，30（5）：35-38.

[3]王强，田云.重冰区220kV线路杆塔选型与设计优化[J].中国高新技术企业，2015（9）：40-41.

优化设计范文篇8

关键词：立式泵；底座；优化设计；有限元

在实际工程设计过程中，有限元设计是最常用的方法之一。有限元设计能够让设计者在设计初期通过全面考虑产品开发的每个影响因素，并通过有限元软件的模拟仿真，将影响产品开发的因素、设计理念与产品相结合，将产品风险降至最低。有限元设计是通过仿真建立三维模型，加载外部约束和外部应力，分析模型的应力和变形；通过有限元分析大幅缩短设计周期，有效提升设计质量，降低设计成本。目前，国内的底座设计优化领域通常采用有限元方法来分析及优化底座结构。太原科技大学的司炎飞在基于有限元法的液压支架优化设计研究中，通过有限元方法对液压支架施加模拟载荷，分析应力变形和应力分布，并提出了优化解决方案。长沙天鹅工业泵股份有限公司的施蓉等人分析了传统卧式泵底座的不足之处，分别介绍了泵与电机中心高在不同情况下改进后的卧式直联泵底座结构的设计要点，通过优化设计，提高了设计质量，降低了生产制造成本，经济效益明显。本文对原有水泵试验台底座（图1）进行了优化改进。在安装过程中，发现原有水泵试验台底座的梁出现了位移变形，虽然仍可以为水泵提供运行支撑，但是水泵低频振动超标。分析其原因为原立式安装底座设计不合理，4个支撑支架底部有强约束，水泵重心太高，水泵支撑处存在安装支撑变形的情况。从安装减震器的情况来看，支架安装好以后，当拧紧底座固定螺栓时，减震器底部有明显变形，说明支架的4个立柱存在变形，需要通过有限元分析途径进行优化设计。

1边界条件设定

根据4个支柱的结构特点及原支撑底座的支撑特点，对底座进行了结构性加固。原底座由4个H钢和1个底板组成，底座上表面为安装面，底座尺寸为840mm×700mm×1381mm，重量为305kg。采用Creo2.0软件对原底座进行建模，原底座与地面通过螺栓固定，4个螺栓固定部位为固定约束，底座上方安装面用于支撑水泵，水泵重量约150kg，安装面面积为0.09m2，相当于底座安装面承受0.016MPa的静压力。

2原底座仿真分析

通过有限元软件对原底座模型进行网格划分，网格宽度为20mm，并通过静力学分析对模型进行数值模拟仿真，分析模型的应力分布和变形，如图2、图3所示。有限元分析结果显示，原底座上部缺少固定，导致原底座上部在受外加载力的情况下，会出现上部弯曲、上部支撑不稳等情况。底座应力约为3MPa，变形量约为0.028mm，尤其顶部安装面附近变形量较大，水泵底座低频振动会直接导致水泵振动大。

3底座优化改进

根据有限元计算结果，提出了底座改进方案。根据原支撑架的特点，利用最简单的方式对支撑架进行加固，分别在原支撑架1/2处和1/3处进行加固，保证水泵底座顶端的稳定性。在底座4个H钢四周侧面增加筋板，利用槽钢焊接在原支架的4个侧面，增加水平方向和上部的稳定性，按照原模型有限元边界条件，并加载同样的外在力，对有限元模型进行分析，改进后的模型如图4所示。改进后外形尺寸保持不变，重量增加了39kg，为344kg，整个重心基本保持不变。采用同样的有限元数值仿真分析方法对改进后底座进行数值仿真分析，即给定边界条件为4个螺栓固定部位为固定约束，相当于底座安装面承受0.016MPa的静压力。有限元分析结果显示（图5、图6），经过改进，底座应力降至1.84MPa，变形量降至0.002mm，说明改进后整体结构稳定，变形量小，改进效果显著。经过试验验证，水泵在安装过程中，支架底座安装面没有明显变形，说明4个支柱及支架结构稳定。在试验测试过程中发现，水泵低频振动放大效果得到抑制，说明改进后，整体支架确实有很好的效果和很明显的低频振动抑制效果。

4结语

立式泵底座对水泵的稳定安装至关重要，底座结构是否稳定，强度是否符合使用要求，底座在安装状态下是否会发生变形，都是在设计阶段要考虑的要素。采用有限元方法对改进方案的数值进行分析，可以缩短设计周期，提高设计质量，为改进方案提供有效的数据支撑。改进后的水泵运行状态平稳，底座结构稳定，改进效果显著。在试验测试过程中发现，水泵低频振动放大效果得到抑制，说明改进后，整体支架确实有很好的效果和很明显的低频振动抑制效果。

[参考文献]

[1]司炎飞.基于有限元法的液压支架优化设计研究[D].太原：太原科技大学，2014.

[2]施蓉，方友兴.一种卧式泵底座设计的改进[J].水泵技术，2009（6）：13-15.

[3]李民.液压支架顶梁的优化设计[D].青岛：山东科技大学，2009.

[4]宋育锋.附加力对液压支架受力的影响[J].科技情报开发与经济，2008，18（19）：198-199.

[5]蔡毅.液压支架分析优化技术研究[D].武汉：华中科技大学，2012.

[6]李立.基于有限元法的ZFS3200型液压支架工程分析[D].济南：山东大学，2007.

优化设计范文篇9

根据拓扑优化的结果，在支架传力路径上增加加强筋条，筋条高度为8mm；同时由于立筋的增加，为了更准确模拟铰链接头与耳片之间、耳片与加强筋条之间的传力，将耳片与接头设计为如图5所示；简化了梁与支架的连接，在原来支架与梁的连接处用固支约束模拟紧固件连接。在这次优化中，以筋条处的典型剖面为例，筋条的高度和厚度以及筋条两边的腹板的宽度和厚度都是设计变量。由于本模型中含5个十字形筋条，另有2个类似筋条，变量的数量很多，各个变量之间存在着复杂的影响关系，最终的优化结果对参数的变化十分敏感。

2结构验证与对比分析

经过拓扑优化和形状优化，我们最终得到了较为理想的设计方案。将上述支架的优化结果返回到CATIA模型中，并经过相应简化后。为了验证该优化方案的可靠性，特对此机构进行有限元分析计算，将此三维数模建立有限元模型，按极限工况计算其变形及应力分布，将其计算结果与之相比较可知：零件在两个工况下的位移和应力分布情况与壳模型计算的结果较为接近，并且满足零件的初始设计约束。同时，在实际零件设计中，对壳模型计算中的应力集中点菜用大圆角过度设计，零件的最大应力水平有显著降低。

3优化结果分析

在未引入优化设计方法之前，该零件的筋条布置往往参考相关机型同类型零件的设计或依据经验设计。为两个零件为以传统方式设计的未经优化的零件。通过拓扑优化和尺寸优化，在不改变零件材料且不牺牲自身弯曲刚度的前提下，实现了该零件的轻量化设计。在工况13个支架零件的应力和变形云图（左侧为应力云图，右侧为变形云图）。在工况1，3个零件的最大变形量基本一致并且最大应力接近，但是优化后零件相比零件A质量减轻15.5%，相比零件B质量减轻21.3%。如果考虑在支架腹板上增加液压及电缆通道的情况下，零件A和零件B需要在腹板处开孔，这两个零件的刚度还将进一步减弱。

4结束语

优化设计范文篇10

由于剪力墙平面外承载力和刚度很小，而平面内承载力和刚度则相对较大，要尽量避免平面外的搭接，因为在梁与剪力墙进行连接时，会产生平面外弯矩的现象，使剪力墙平面外的安全性受到威胁。在剪力墙结构设计中，连梁跨高比小于2．5或者大于5的时候，会出现弯矩，剪力也会超过规定的限值，对工程造价产生重大的影响。剪力墙的布置主要是双向和多向的，应该从整体出发，贯穿整个建筑物，在较长的剪力墙设计过程中，要将剪力墙平均分成若干段，每个独立墙段的总高度与长度之比不宜小于3，墙段长度不宜大于8米，充分地发挥墙体配筋的作用。采用增加与沿梁轴线垂直的墙肢或者壁柱，减少弯矩对墙体的影响，控制剪力墙的平面外弯矩，把剪力墙拉通对直，避免叠合错洞墙和错洞剪力墙的出现，避免小墙肢在洞口与墙边的出现，增强抗震的能力。

2剪力墙结构的设计

剪力墙长度和宽度尺寸与其厚度相比比较大，根据构件设计的要求不同，使用的设计长度与厚度则不同。一方面是墙肢的长度，剪力墙墙肢长度即为墙体截面高度，其长度不应超过8m。确保剪力墙结构的延性是设计剪力墙结构的关键。若要是避免脆性的剪切破坏，可将剪力墙设计成高宽比大于3的细高剪力墙结构。但有时由于墙体本身长度很大，要想保证比值大于3，就可以采用开洞的方法将其变为均匀的连肢体墙，而其洞口采用约束弯矩比较小的弱连梁的效果较好。另一方面是剪力墙墙肢的厚度，《高层建筑混凝土结构技术规程》规定了剪力墙的最小厚度，以保证剪力墙出平面的刚度和稳定性。住宅建筑填充墙厚一般为200mm，相应剪力墙墙厚也取为200mm。对于无地下室的高层建筑，为避免发生墙厚大于填充厚度的情况，在布置剪力墙时，应结合建筑平面，尽量避免使用一字形剪力墙，而采用L、T、Z、十字形等截面形式。按照《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3－2010中相关规定，抗震设计时，重力荷载代表值作用下，一、二、三级剪力墙墙肢的轴压比不宜超过表7．2．13的限值，若一、二、三级剪力墙底层墙肢截面的轴压比超过表7．2．14的规定值时，以及部分框支剪力墙结构的剪力墙，应在底部加强部位及相邻的上一层根据规范设置约束边缘构件。两端与剪力墙在平面内相连的梁为连梁，水平荷载作用下，墙肢如果发生弯曲变形，就会导致连梁产生内力，进而约束墙肢，减少墙肢的变形，改善其受力的状态。在剪力墙结构设计中，常会出现连梁超筋的问题，可以通过减小连梁的截面高度、调整塑形方面的处理、放弃对连梁的使用等诸多方面来进行解决。

3剪力墙结构设计的优化措施

对建筑结构进行优化设计能够在保证安全性的前提下，有效降低工程成本，在剪力墙结构优化设计中需针对工程的特点，分析其中存在的主要问题，对其结构布置及设计等进行适当的调整。以下以某工程为例，对剪力墙结构的优化设计具体措施进行分析。

3．1工程概况

某高层商住楼，地下两层，地上进31层，标准层高度为3．0m，建筑总高度为98．10m，总建筑面积约为2万m2，抗震设防烈度Ⅷ度，设计基本地震加速度值0．2g，设计地震分组为第二组，Ⅱ类场地，特征周期为0．55S，剪力墙抗震等级为一级，混凝土强度为C40～C25，采用纯剪力墙结构，墙肢底部加强部位宽350mm，以上逐步递增至200mm，通过分析SATWE计算结果发现该结构设计剪力墙的利用率较低，低层墙肢轴压比在0．37～0．43之间，结构位移较好，控制在1．2以内，且结构周期、位移角较小，整体偏刚。

3．2一般优化措施

剪力墙结构的设计主要可分为剪力墙结构设计和计算方面的优化，在进行结构优化设计时，不仅要注重设计方面，也要把计算列为其中重要的部分。

(1)剪力墙结构设计优化，在剪力墙结构设计过程中，应当注重抗震的作用，尽量避免单向布置，按照双向布置的原则，使受力方向的抗侧刚度逐渐接近，形成一个良好的空间结构。利用空间的充足性，减轻结构的重量。剪力墙的门窗洞口要成列布置，墙肢截面简单，与连梁分布规则，当出现错洞或者叠合错洞的情况下，腔内的配筋要形成框架的形式。由于剪力墙结构的抗侧刚度受布置结构影响较大，如果出现突变的情况，对抗震非常不利，在对剪力墙进行结构设计时，要坚持从上到下连续布置的原则，改变墙体的厚度和混凝土的强度等级，减小侧向沿高的高度;站在多种角度，从多方面出发，进行结构分析，注重和考虑抗震等级平均轴压比带来的影响及其稳定性的相关要求。

(2)剪力墙结构计算优化，在剪力墙结构计算方面进行优化时，应当遵循楼层最小剪力系数的调整原则、连梁超出限值的调整原则、楼层最大位移和层高之比的调整原则、结构扭转为主的第一自振周期和以平动为主的第一自振周期之间的比例调整原则，使计算结果无限地接近规范值。

3．3具体优化设计措施

针对本工程剪力墙结构设计中存在的问题，采取的具体优化设计方法包括:

(1)主体结构结构的抗侧刚度，在高层建筑单位建筑面积结构材料用量中，房屋层数与用于承担重力荷载的结构材料用量与成正比例，而用于抵抗侧力的结构材料数量，则以建筑层数的二次方的关系急剧增加，所以参考传统工程设计经验，高层建筑的各项计算指标能否通过规范要求，抗侧刚度起着决定性的作用。因此，高层建筑结构的抗侧刚度的计算确定，在高层建筑结构的设计中是十分重要的，它是整个建筑结构设计工作中最重要的基础核心工作。优化剪力墙抗侧刚度的常用措施有改变剪力墙的截面尺寸、调整剪力墙的混凝土强度等，在建筑高度及竖向荷载已知的情况下，剪力墙高宽比比较大，而剪切变形的影响又比较小时，可取剪力墙的弯曲刚度作为设计变量，建立剪力墙抗侧刚度优化的数学模型，对设计进行优化;

(2)地震作用，当前，一般高层建筑抗震作用的计算方法主要有振型分解反应谱法和底部剪力法两种，前者在国际上被普遍用来设计高层建筑的抗震性能，后者是在高层建筑结构抗震设计时，简化计算拟静力计算水平电算求解的一种方法，该方法方便运算，但是造成的数据误差较大，会造成结构刚度、质量沿竖向变化较大甚至结构明显不对称。但此方法被运用于抗侧刚度优化分析时，可以简化计算步骤，得出最佳抗侧刚度数据后，借助电子运算方法和振型分解反应谱法，使水平地震作用及其影响都能得出准确结果。

(3)建筑结构轻型化，目前我国剪力墙结构体系高层建筑，混凝土及钢材的强度等级一般不高，自重偏大，建筑结构轻型化后，能够节约建筑材料，减小结构截面，还有利于抗震性能的结构性改善，改变建筑在地震中的受力状态。结构轻型化的措施主要有:选用合理的楼盖结构形式，合理地确定楼盖结构的截面尺寸，有效减轻高层建筑的总重量;在满足结构层间侧移、强度延性及顶点侧移控制的基础上，掌握好墙体的厚度;采用质量较轻但强度较高的建筑材料，在保证墙体轻度之外，尽量减少建筑自重。

4结语