优化设计论文范文10篇

基于蚁群算法的抗滑桩结构造价优化设计研究基于“海绵城市”理念的园林优化设计

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。

摘要：为了提高行车速度和通行效率，将青岛市黄岛区团结路北段道路工程优化设计为客货分离，客车与货车各行其道，互不干扰，有利于提高道路行车安全，提高交通效率，实行客货分离，满足交通要求，将成为交通发展的新趋势。在满足“安全、适用、耐久、经济、美观”前提下，充分考虑市政道路工程现场实际情况，调整道路横断面，合理优化道路设计。

关键词：客货分离；优化；设计

1工程概况

随着青岛市黄岛区经济转型、结构优化的快速发展，改善交通路网，树立城市形象，完善城市功能，形成新的城市格局显得尤为重要。现状团结路长期超负荷使用，大部分路面出现严重破碎、沉陷、错台、裂缝等病害，影响了行车的安全和畅通，也影响了周边的经济发展。团结路作为青岛市黄岛区南北向主干路，南起嘉陵江路，北至红石崖。根据黄岛区的交通与规划，随着临港工业区、富源工业园、保税港区、前湾港区、南港工业园的建成，五大工业区的重型货车日益增加，重型货车通过团结路进入高速公路，团结路已经成为黄岛区重型货车的主要交通要道。团结路北段道路南起淮河路，北至富源一号路，改造道路长2658米。区内企业和厂区密集，有青岛前湾港集团、青岛赛轮股份有限公司、青岛丽东化工公司等。团结路作为连接公路（328省道）与前湾港和同三高速公路的主要道路，其货车交通量高于客车交通量。通过现场踏勘、调查与路面检测，该路段的路面结构强度较低，抗裂性能差，同时随着近几年交通量的增大，目前机动车道路面的裂缝严重，断板率高，错台较多，严重影响行车，已不能满足现状交通要求。为了更好地提高团结路交通能力，团结路北段道路改造工程（淮河路-富源一号路）进行客货分离优化设计，双向八车道，四条货车专用道，四条客车专用道，两侧设置非机动车道、人行道与绿化带。随着道路交通运量持续增长，道路交通拥堵形势日益严峻。为切实保障道路交通有序、安全、畅通，结合城市管理治理的工作部署，交警将进一步采取精细化的管理措施，团结路北段道路先行实施客货分离交通组织。

2道路设计标准

道路等级：主干路；道路红线宽度：50m；设计速度：V=60km/h；路面类型：沥青混凝土路面；标准轴载：BZZ-100KN；交通量达到饱和状态的设计年限：20年；沥青路面的设计使用年限：15年。

摘要：本文结合南安职业中专叶飞将军楼的设计创作，探讨场地设计在建筑实践中的具体应用从校园总体布局现状、建筑功能要求和环境的地域特征出发，试图探索出合理的、有效的创作理念，使得新旧建筑能和谐共生。

关键词：中学校园；教学楼；场地设计；整体性；和谐

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

Keywords:middleschoolyard;thebuildingofteaching;sitedesign;integrality;harmonization

在当代教育事业不断发展的大好形势下，学校招生规模在扩大，校园建设速度也在提高，在建设过程中面临校园总体布局重新整合的问题，新旧建筑和谐共处的问题，以及实现校园建设可持续发展的问题等。在既有环境中，一座新建筑的介入，建筑设计必须从建设基地特定的自然条件和人文环境出发，把新建筑视为既有环境中的一个重要组成部分，通过优化设计要素进行环境整合，只有这样，才能在一定程度上体现环境的特殊性，才能表现建筑师对建筑与环境理解的个性化，从而体现建筑与自然的和谐关系，使得建筑风格不仅兼具特定地域的环境特征和人文特色，又能提高校园整体可持续发展的适应性。

1工程概况

1喷泉方案优化设计的准备工作

在喷泉方案设计的过程中，有一条基本原则贯穿始终：结合城市的历史文化背景、经济发展状况、自然气候条件，充分表现出喷泉景观的独特艺术魅力。喷泉景观工程并不是独立存在的，而是作为整体景观的一部分出现在出现在大型广场、公园、步行街、小区花园等场合。方案设计一定要依据建设方的整体要求，重点考虑当地的环境因素、气候因素、使用场合和方式因素，进行整体的构思，设计出整套可行科学的实施方案，城市整体效果服务。因此要把准备工作做精做细，主要有以下几方面：

（1）方案主题结合当地的文化特色。每个城市都有自己的人文背景和民俗特色，喷泉方案设计时一定要结合当地民俗特点，挖掘当地历史背景，紧扣当地文化内涵。结合音乐喷泉构成元素，突出主题。首先，灯光配色方案要符合地方特色。如在内蒙古地区要体现出草原文化，用主题色选择绿色和蓝色分别呼应辽阔的草原和蔚蓝的天空；在延安地区就要展示红色文化，用红色作为主题色。其次，在水型搭配方面突出文化主题。在新疆玛纳斯红酒文化主题广场的音乐喷泉设计时，为了体现红酒主题，特别研制了红酒杯喷头，布成从内到外5层红酒塔，结合不用的灯光和角度照射，使其远看像一个装满美酒的木酒桶，近看像一个装满红酒的红酒杯。为当地主题公园的一个标志性水体，获得了极大的成功。再次，用音乐来呼应主题。喷泉是一个结合了视觉艺术和听觉艺术的综合体，音乐也是有生命的，或低吟，或倾诉、或欢唱。当音乐与水融合在了一起，共同表现出一个共同的主题。更容易抓住观众的眼睛，引起思想上的共鸣。

（2）了解喷泉景观周围的环境特点，使喷泉景观与周围环境融为一体。喷泉坐落的不同位置，选择水型、灯光搭配，音响配置都是不同的。在步行街、小区花园等场合，尽量选择高度比较低，水落点可控的造型，例如水母、雪松、涌泉、蒲公英等等。有人水互动要求的工程必须要充分考虑水的压力因素，防止由于水压过高和意外情况造成人身伤害危险。那些建设在河流胡泊中的喷泉景观，由于与观众的距离较远时，尽量选择一些粗壮、高大水型样式，体现水的力量和气势。例如百米高喷、擎天巨柱等。了解当地的气候环境因素。中国复原辽阔，环境差距特别大。北方多风的地区多选择一些抗风性比较好的水柱造型，并适当加粗出水口径；而南方相对风较小的地区多选择一些水膜，水幕电影方面的水型；针对水位稳定性比较好的地方可以选择雪松或者涌泉水型；水位变动大的地方选择跌水或者波浪脉动水型。

（3）根据景观工程的总体要求，制定切实可行的设计方案。不同类型的喷泉对应不同的功能性。是把喷泉做成一个点缀环境的喷泉小品，还是作为一台综合性的音乐喷泉演出盛宴；是全天候使用还是在主要用于夜间；在喷泉设计初期一定要有明确的意见。每一位喷泉设计师在收到设计任务后，都会根据景观的总体风格，结合考虑总体的投资额度，提出初步的方案，做出效果图和演示动画，模拟喷泉施工完成后的具体情况，给建设方提供直观的具体的印象，然后再酌情调整，最终定稿。喷泉工程实践中有种说法是“大投入大制作，小投入凑合做，不投入没法做”，这就是说对于喷泉工程的方案确定，一定要看菜做饭，切实可行。

（4）充分了解自身喷泉设备的特点。有句话叫“没有金刚钻，别揽瓷器活”，对本公司在喷泉工程设计施工中的优势和不足一定要有充分和客观的认识。在喷泉设备选择，电气管路设计安装、水型选择和搭配方面、控制系统确定方面一定要充分和本公司的专业人士充分论证，扬长避短。在遇到与建设方意见不一致的地方要做好解释工作。不能拍脑门硬上，给后期工作埋下隐患。

1建立数学模型

1.1液压容腔

液压系统主要包括液压元件与管路，一般情况下，液压元件自身具有若干油口，同时和管路相连，由上述元件组成的即为液压容腔。所以，在进行数字仿真的过程中，本文通过节点法塑造液压系统的数学模型，也就是将液压管路的汇交点看作节点，塑造所有节点的流量平衡方程，从而对节点压力与进出该节点流量之和的联系进行描述，获取一组方程。对每个元件的油口进行标号，从而直观地对液压元件的不同油口进行判断。完成每个容腔压力-流量方程的塑造之后，依次对每个液压元件的特性方程进行塑造，获取每个油口的流量计算公式，即可实现液压控制过程动态特性的有效描述。

1.2液压控制元件

液压控制元件主要包括定量泵、溢流阀、平衡阀以及换向阀。下面对上述元件在液压控制中的动态特性进行分析。

2液压控制过程的优化设计

1剪力墙结构的基本原则

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。

论文关键字：防突措施揭煤钻场钻孔设计最小控制范围最优求值参数

论文摘要：为贯彻煤矿“安全第一，预防为主，综合治理”的生产方针，钻孔的应用越来越广泛，特别是高瓦斯矿井和突出矿井的区域综合防突措施的预抽钻孔，每个钻场设计上百钻孔。为使繁琐的钻场钻孔设计精确、方便、快捷，笔者根据《2009最新版防突细则》解析了穿层钻孔预抽石门揭煤钻孔最小控制范围；分析确定了最少（3个）求值参数及其种类（56种）和最优求值参数的论证，并对其验证；以穿层钻孔预抽石门揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施钻场设计阐述验证。

引言

《2009最新版防突细则》第四十九条中预抽石门揭煤钻孔的最小控制范围为两个必要条件，意思不够直接明确；钻场设计繁琐，且大部分钻场设计工作者未能把钻场设计与计算机紧密结合；钻场钻孔求值参数多，求值方法多，但却未选择最优求值参数，导致设计钻孔参数不够精确。笔者针对以上情况以预抽石门揭煤钻孔为例阐述了钻孔最小控制范围和最少最优求值参数，以便精确、方便、快捷的设计钻场钻孔。

1、钻孔最小控制范围解析

《2009最新版防突细则》第四十九条（四）：预抽石门揭煤钻孔的最小控制范围是：石门和立井、斜井揭煤处巷道轮廓线外12m（急倾斜煤层底部或下帮6m），同时还应保证控制范围的外边缘到巷道轮廓线的最小距离不小于5m。

1Pro／E软件

Pro／Engineer操作软件是集CAD／CAM／CAE一体化的三维软件。Pro／E提出了参数化概念，并且通过对单一数据库进行应用，从而完成对各种相关问题的合理处理。此外，通过对模块化方式的应用，用户依据自身的需求完成相应选择，并不需要对所有模块都进行安装［1］。通过对Pro／E软件的合理应用，可以将设计合理的集合到一起，采取并行设计，确保合计的合理性。Pro／E对模块方式进行合理应用，可以完成零件制作、装配设计、加工处理等，保证用户可以依据自己的需求完成相应的选用，实现对农业机械设计的合理优化。

2Pro／E软件在农业机械设计的具体应用

2．1构建几何模型。与其它大型。分析软件相比，Pro／E软件具有丰富的建模功能，下面在具体分析过程中，采用旋转建模方对齿轮轴进行建立，齿轮轴过渡段的半径大小为8．8mm。2．1．1模型材料属性模型材料的属性如表1所示。2．1．2约束及载荷。在本次分析实例过程中，扭矩加载可以通过下列两者途径实现：1）现在运动学模块完成相应的分析工作，明确受力情况，然后将受力情况传递到结构分析模块中。2）在分析结构模块期间，近似加载扭矩［2］。考虑到各项因素的影响，本次分析选用后一种加载方法。沿着轴向构建圆柱坐标体系，处理加载圆柱面的壳，厚度可以随意取值，为了方便分析，本次实例取值为1．0mm，构建扭矩加载点加载扭矩。驱动力矩位于加载轴中部，扭矩为8600N•mm，阻力扭矩位于轴两端，分别为4300N•mm。2．2分析模型。完成约束及受力的设置后，通过对Pro／E软件的应用，构建静态模型，完成相应的分析工作。通过分析结果可以确定，最大应力为16．9N／mm2，设计应用的45号钢最大屈服应力为354N／mm2，由此可见，最大屈服应力远超过最大应力，因此尺寸的选择相对来说比较保守、2．3建立设计参数。模型监理过程中，需要定义的参数有很多。如果在具体设计过程中，各项参数内容发生了改变，势必会对模型的实际性能造成一定程度影响，如果各项参数都被应用到优化设计中，在具体优化过程中，涉及到的参数量十分庞大，这也就增加了优化设计的难度［3］。在具体问题分析过程中，考虑到不同的合计参数对于模型造成的影响会有所不同，因此可以对灵敏度分析进行应用，优先选择对设计模型影响最大的参数，这样一方面可以达到优化目的，另一方面也可以减少工作量。本次分析实例，可变尺寸参数少，因此将过渡段尺寸参数设计作为优选设计变量，原始尺寸为8．8mm。2．4优化设计。进行优化设计研究目的是在确保模型的各项功能能够满足要求的基础下，缩小体系、减轻重量、降低成本［4］。进行优化设计过程中，也要对目标函数、约束条件、设计参数等各项内容进行定义。本次实例目标函数在满足受力等各项要求下质量最轻；设计参数过渡段半径；最大应力小于材料许应力。45号钢的最大屈服应力354N／mm2，安全系数定为3，设置轴最大应力不超过114N／mm2。依据上述目标函数、设计参数、约束条件，运行分析的最优结果如表1所示。明显，具有不错的经济效益。

3结束语

在机械设计优化过程，对Pro／E软件进行合理应用，能够在满足具体设计的基础下，使农业机械的设计水平得到进一步提高，并且可以及时发现设计过程中出现的各种问题，为相关工作人员提供相应的数据，确保设计的合理性。

1救生舱壳体结构

当井下发生瓦斯爆炸等突发情况时，无法及时安全升井的井下人员，可以在救生舱内坚持若干小时，等待外部救援。救生舱壳体由过渡舱、生存舱和隔离舱门组成。为了便于下井安装，救生舱壳体带多个法兰，并通过螺栓连接而成，其中过渡舱作为人员进出的通道；生存舱作为避灾人员躲灾休息的场所，可抵御外部瓦斯爆炸带来的冲击波；隔离舱门将过渡舱与生存舱隔开以免进人时有害气体进入生存舱。

2矿用救生舱壳体建模及有限元分析

2．1救生舱壳体的几何模型

目前救生舱壳体结构有2种：①顶面为圆弧形，底面为矩形；②顶面和底面均为矩形。其中顶面和底面均为矩形的救生舱壳体结构具有较强抗爆能力，所以本文针对此进行研究。根据壳体各部分结构对有限元分析结果的影响程度差异，本文对救生舱壳体结构的三维几何模型进行了一定简化，救生舱整体结构依据壳体实际尺寸进行建模，细小部件合理简化，保留主体结构特征。建立的救生舱壳体几何模型。

2．2救生舱壳体的有限元模型

论文摘要：以一个复杂大型滑坡作为研究对象，通过对该滑坡形成的地质环境、影响滑坡的敏感因素、破坏方式及其稳定性验算的分析研究和对设计过程的叙述，说明了滑坡治理过程中动态设计的重要性和必要性。

论文关键词：滑坡治理方案优化动态设计

1工程概况

该滑坡位于一大型古滑坡群，滑坡体沿线路宽约300m，南北长约400m。该段线路原设计为缓和曲线，总体走向为SW60。，路基从滑坡的中前部以路堑形式通过，其路基中心最大挖方深度大于10m。在边坡的开挖过程中，先是滑坡体西部局部坍塌变形，经2005年4月29日大雨，在滑坡体左侧距线路中心线130m处的二级平台以下，发生地面开裂，裂缝宽40CITI，在K28+120～K28+250段原卸载平台上出现了多条垂直线路的纵向裂缝，线路施工被迫停工。经过8月份的雨季后，滑坡体位移迅速加大，原裂缝进一步加深、加宽，最宽处达45m左右，深达8m，滑坡体整体下滑。中前部K28+222~K28+258段左右坍塌变形严重，挤压变形厉害，浅层滑坡剪出口局部已经形成，滑动擦痕明显。

2工程地质特征

该滑坡的后缘陡峭，滑坡中间部位有一级滑坡阶地和基岩姥坎，可分为前、后两级滑坡体。从滑坡侧界和滑坡前缘地形地貌等特征综合确定主滑动方向为NW26。左右。滑坡区影响线路里程为K28+018~K28+300段，滑坡体纵向长度约350m，平行路线最大宽度达282m。