李可程

摘 要：传统的结构设计过多地依赖设计者的主观判定。伴随社会日新月异的发展，现代的优化设计更科学、更理性、更全面地选择出安全、耐久、经济、先进的最佳方案。

关键词：结构设计；优化；优化设计

早在三百多年前，意大利科学家Galileo通过理论和实验的研究，在解决杆件尺寸与其所承受荷载间的关系时就提出了等强度梁的概念。到20世纪60年代Schmit把数学规划的方法引入到结构优化领域中，这标志着现代结构优化设计时代的开始。20世纪80年代王光远院士在结构抗震设计中引入优化理论，提出了同时考虑结构本身造价和工程失效导致的总损失的抗灾结构优化设计的目标函数。

1 结构设计概述

传统的结构设计是设计者依据设计要求，结合自已的经验通过判断给出或假定一个设计方案和做法，用工程力学方法进行结构分析，以检验是否满足规范规定的承载力、刚度、稳定、尺寸等方面的要求。现在的优化设计是由计算机程序根据特定优化目标，在众多的设计方案中自动搜索出符合优化目标的设计变量，从而选择出最好的一个设计方案，而不再需要人为假定各种构件的截面尺寸和材料强度等级。

任何结构的存在都是为了实现其功能，结构在规定的时间、规定的条件下完成预定功能的能力就称为结构可靠性。影响结构可靠性的不确定性因素很多，贯穿于设计、施工和使用过程中，只有对这些因素进行有效的管理，才能保证结构满足规定的可靠度水平。……