张鹄志，王 熙，谢献忠，杨彤麟，范 达

(1.湖南科技大学土木工程学院，湖南 湘潭 411201； 2.湖南科技大学结构抗风与振动控制湖南省重点实验室，湖南 湘潭 411201)

钢筋混凝土深梁[1]作为一种高承载能力构件，在高层建筑转换层等荷载工况较复杂的部位已得到广泛应用。但荷载工况的复杂性，也让深梁的受力机理比一般梁复杂得多，从而造成设计具有较大难度。有时为了方便管道通过可能会在深梁腹部开洞，使其配筋设计变得更为困难[2]。为应对这一问题，美国ACI 318-14《混凝土结构设计规范》[3]推荐压杆-拉杆模型方法，有不少国内外学者基于这种应力设计方法开展了相应的机理探讨[4]和试验研究[5-6]。而我国GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》[7]在附录G深受弯构件的设计参考条文中给出了参照一般梁并经验性修正后的设计方法。2种方法中，前者缺乏不同荷载工况条件下的针对性，缺少可靠的压杆-拉杆模型构建方法，同时实用性也有待提高；后者则力学依据模糊，设计合理性明显不足。

随着计算机技术的日新月异，拓扑优化[8-9]的飞速发展和大量相关的应用研究为设计领域打开了一扇门，从早期的基结构法[10]、均匀化法[11]，到变密度法[12]、变厚度法[13]，再到近期的渐进结构优化(ESO)法[14]和固体各向同性材料惩罚模型(简称SIMP)法[15]，都展现出良好的工程应用前景。尤其是ESO和SIMP，直观而稳定的优化进程、高效的进化方式和良好的寻优能力让它们在众多拓扑优化方法中脱颖而出，从而关于它们，无论是基于全局寻优能力提升的算法改进[16-18]，还是出于工程设计与优化理论衔接的应用研究[19-20]都成为研究热点,为钢筋混凝土深梁的拓扑优化和工程设计提供了一条全新思路。……