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篇1

當前我國的機械制造業(yè)和發(fā)達國家相比還存在較大差距，我國在內燃發(fā)動機的設計和制造方面與世界先進國家相比，落后了近二十年，燃油經濟水平、平均能源利用率等各項標準也都落后于西方發(fā)達國家，這種情況在一定程度上對我國的低碳公路建設產生了負面影響，所以，在道路的施工過程中我們要加強高新技術施工設備的應用，同時，還要加強對其耗油量、燃料使用率等各項參數進行仔細評估，一旦發(fā)現有不符合標準的設備，一定要第一時間對其進行維修保養(yǎng)，如果依然滿足不了運行需求，必須及時替換掉，積極使用高新技術環(huán)保的設備繼續(xù)開展作業(yè)。

1.2施工過程中積極應用新型環(huán)保材料

隨著人們環(huán)保意識的不斷增強，公路建設領域也研發(fā)了很多低碳環(huán)保材料，其中溫拌瀝青混合料、瀝青路面再生等新型材料表現最為明顯。溫拌瀝青混合料是一種拌和溫度介于熱拌瀝青和冷拌瀝青之間，但是其性能卻能夠達到或接近熱拌瀝青混合料的環(huán)保型瀝青混合料。溫拌瀝青混合料技術能夠在很大程度上節(jié)約燃料油，減少有害氣體地排放。

1.3制定科學合理的公路施工方案

在進行道路施工之前，設計規(guī)劃人員要制定出科學合理的施工方案，為公路的低碳環(huán)保提供保障。具體可以從路基設計、坡度設計、防雨水沖刷設計等方面入手，此外，還要科學合理安排借土棄土的位置，合理地選擇砂石料供應商，從而提高工作效率。

2加強公路運營管理過程中的低碳優(yōu)化控制

2.1完善交通體系運行管理方案

前文提到交叉口的存在會在對車流量造成較大影響，所以對交叉口進行合理的信號配時設計是非常必要的，如果交叉口的間距比較短，就可以采取信號聯動措施，保證交叉口具備良好的服務水平，減少交叉口對車輛正常行駛的影響，從而減少車輛的燃油消耗以及尾氣排放；須對交通標志、道路標線等進行重新規(guī)劃，必要的時候可以采用動態(tài)的信息展示板，這樣駕駛員不僅能夠獲得更多的交通信息，選擇最合適的行駛路線，減少了不必要地繞行，同時公路的服務水平也能夠得以提升，最重要的是車輛可以保持勻速行駛，減少尾氣排放，有利于實現低碳環(huán)保的目的。此外，交通運輸管理部門也可以通過多種方式鼓勵居民拼車出行，提高車輛的運載率，這樣不僅能夠緩解我國當前的交通壓力，也能夠減少二氧化碳地排放。

2.2完善公路的基礎設施

交通運輸管理部門要積極引進先進的服務系統，提高車輛通行效率，規(guī)避不必要的擁堵。當前，在交通領域內最受歡迎、應用范圍最廣泛的就是ETC系統，該系統是當前世界上最為先進的收費系統，車輛在通過收費站時不需要停車，而是通過車載設備實現對車輛信息地識別、付款等功能，該系統非常適用于高速公路，通過該系統能夠使車輛通行速度得到巨大提升，減少擁堵，降低溫室氣體地排放。

篇2

引言

《2009最新版防突細則》第四十九條中預抽石門揭煤鉆孔的最小控制范圍為兩個必要條件，意思不夠直接明確；鉆場設計繁瑣，且大部分鉆場設計工作者未能把鉆場設計與計算機緊密結合；鉆場鉆孔求值參數多，求值方法多，但卻未選擇最優(yōu)求值參數，導致設計鉆孔參數不夠精確。筆者針對以上情況以預抽石門揭煤鉆孔為例闡述了鉆孔最小控制范圍和最少最優(yōu)求值參數，以便精確、方便、快捷的設計鉆場鉆孔。

1、鉆孔最小控制范圍解析

《2009最新版防突細則》第四十九條（四）：預抽石門揭煤鉆孔的最小控制范圍是：石門和立井、斜井揭煤處巷道輪廓線外12m（急傾斜煤層底部或下幫6m），同時還應保證控制范圍的外邊緣到巷道輪廓線的最小距離不小于5m。

據以上規(guī)定可知石門揭煤鉆孔最小控制范圍為兩個充分必要條件，即：煤層傾角β＜45°時，最小控制范圍需滿足上、下幫巷道輪廓線外傾向12m和法向5m，左、右兩幫法向5m；β≥45°時，最小控制范圍需滿足上幫巷道輪廓線外傾向12m和法向5m，下幫巷道輪廓線外傾向6m和法向5m，左右兩幫法向5m。

根據煤層空間位置關系可知：sinβ=法向控制范圍/傾向控制范圍，煤層傾角β越小，法向5m所控制的傾向范圍越大。經分析石門揭煤鉆孔最小控制范圍如圖表1所示。（注：asin(5/12)=24.6°,asin(5/6)=56.4°）

表1石門揭煤鉆孔最小控制范圍

煤層傾角范圍

上幫

輪廓線外

下幫

輪廓線外

左、右兩幫

輪廓線外

β≤24.6°

法向5m

法向5m

法向5m

24.6°＜β≤56.4°

傾向12m

法向5m

法向5m

β＞56.4°

傾向12m

傾向6m

法向5m

2、鉆場情況及鉆場設計

煤層厚2m，傾角β=30°；石門揭煤巷道高3m，寬5m，方位α0=195°。據《2009最新版防突細則》及表1設計石門揭煤鉆場如圖1。（為視圖清晰，抽采半徑假定為5m）

圖1預抽石門揭煤鉆場設計圖

3、最少求值參數

以28號鉆孔為例，預抽鉆孔立體及簡化圖如圖2所示。線EC為28號鉆孔線，面ABCD為水平投影面，線AC為鉆孔水平投影線，面ADHE為鉆孔鉛垂剖面，線ED為鉆孔鉛垂剖面線；α偏28鉆孔方位偏角，θ為鉆孔傾角，H為穿煤孔深等鉆孔參數。

圖2預抽鉆孔立體及簡化圖

由圖1中鉆場設計剖面圖，直角三角形AED除直角外有5個參數（三角形的3角3邊）均可用CAD量出；由圖1中鉆場設計平面圖，直角三角形ADC除直角外有5個參數均可用CAD量出。直角三角形ADC與AED有一條公共邊AD，所以兩三角形一共有9個參數，且均可量出，但量取參數是繁瑣的重復過程，為此需確定最少的參數并準確的求取所需的鉆孔參數。

如圖2中28號孔空間立體簡化圖，經分析：需求解α偏28、θ28和H28必須求解四面體ACDE，而把直角三角形AED和ADC解出，四面體ACDE即解出。直角三角形已知2個參數（除直角外）即可求解，求解兩個直角三角形需4個參數，因為直角三角形AED與ADC有一條公共邊，所以求解這兩個直角三角形僅需3個參數，且直角三角形AED與ADC各需至少一個參數（公共邊AD除外），即求解鉆孔α偏28、θ和H參數僅需3個參數。

4、最少求值參數種類

經上分析：已知求解參數有9個，為計算鉆孔參數方便快捷僅需3個求解參數即可，直角三角形AED與ADC各需至少一個參數（公共邊AD除外），即一個三角形2個參數，另一個三角形1個參數（不包括公共邊）。

無公共邊最少求值參數種類：（C42-C22）×C41×C21

有公共邊最少求值參數種類：C41×C41

最少求值參數種類：（C42-C22）×C41×C21+C41×C41=56(種)

5、最優(yōu)求值參數

已知求解參數有9個：包括4個角度，5條邊。

結合圖1與圖2分析：

1）、方位偏角α偏可直接量出但每個鉆孔的偏角不一，且量取角度誤差較大；

2）、每個鉆孔的AC與DE不一，需一一量出；

3）、1、5……25號孔，2、6……26號孔，3、7……27號孔和4、8……28號孔的X(CD)各均相同；

4）、1-4號孔、5-8號孔、9-12號孔、13-16號孔、17-20號孔、21-24號孔和25-28號孔的Y（AD）和Z(AE)各均相同。

篇3

二、優(yōu)化企業(yè)勞動組織的設計實施措施

企業(yè)在優(yōu)化勞動組織設計的時候一定要注意管理水平的提高和勞動組織人員管理措施的轉變這兩個方面的要求，必須方方面面以企業(yè)的發(fā)展為主，因此在優(yōu)化勞動組織設計時可以從以下這幾個方面實施。1.加強企業(yè)勞動人員的操作技能眾多企業(yè)的生存、發(fā)展之道都是一樣的，要想在眾多企業(yè)中能夠脫穎而后，靠的也就是企業(yè)的生產效率，而企業(yè)的生產效率主要是取決與勞動組織人員的操作技能。在這里就要求勞動組織人員能夠掌握多種技能，以自己的專職為主，多種操作技能為輔的職業(yè)能力，對于工作中的一些小問題能夠自己解決，避免了工作效率的低下，時間的浪費。培養(yǎng)復合型的技能人才為企業(yè)服務，提高企業(yè)的生產效率，降低勞動組織人員的人工成本的支出，從而使企業(yè)在市場競爭中能夠穩(wěn)定發(fā)展。2.創(chuàng)新企業(yè)人力資源的管理制度創(chuàng)新是一個企業(yè)得到發(fā)展的根本，所以對于勞動租住來說也要進行創(chuàng)新的管理制度：首先，要減少重復的工作步驟，避免浪費工作時間，根據不同的發(fā)展、生產情況，制定相對應的流程。提高企業(yè)管理人員的管理能力，增加勞動組織人員的操作技能。還有就是對于工作過程中安全措施也要重新進行規(guī)劃和安排，以員工的人身財產為最大的工作基礎；其次就是要加強檢查的精細度，嚴格質量把關的力度，進行企業(yè)崗位分工化管理，提高企業(yè)的生產效率和員工的操作能力；最后就是建立完善合理的人力資源的管理制度，對于表現優(yōu)秀的勞動組織中的員工要進行獎勵，有能力的勞動人員要進行相關的工資補償和職位的提高，提高勞動組織員工的工作積極性，同時還要對員工進行定期的專業(yè)培訓，爭取加強勞動組織員工的專業(yè)性，促進企業(yè)的不斷發(fā)展。

三、注意勞動組織優(yōu)化過程中的問題

在進行企業(yè)勞動組織優(yōu)化設計的過程中要善于總結工作過程中的重要點，可以結合不同的關鍵點結合，由于企業(yè)的生產規(guī)模大、勞動組織的人員數量龐大，其沒有很好的管理方案進行管理，就會出現勞動人員存在不合理的現象，勞動人員的數量導致在企業(yè)中人力資源沒有得到充分的利用，所以在進行優(yōu)化企業(yè)勞動組織的設計中一定要注重全方面的考慮企業(yè)崗位所需要的人才問題。與此同時還有對員工的工作定位不明確、企業(yè)的商品生產與市場需求存在差異等一些問題。針對員工工作定位不明確的這個問題，解決的方法是高層的管理者要結合企業(yè)內外部的各方面，對勞動組織人員進行科學化、規(guī)范化的人員定位，而且能夠伴隨市場和企業(yè)的發(fā)展進行改變；企業(yè)商品生產與市場需求存在差異這一點，主要是由于企業(yè)在生產之前沒有做好充足的市場調查，市場調查不全面，有的企業(yè)甚至盲目的跟隨其他企業(yè)進行生產，嚴重脫離自身企業(yè)的生產實際。所以在優(yōu)化企業(yè)勞動組織的設計中一定注意并處理好這些問題，只有這樣才能夠更好的促進企業(yè)的發(fā)展。

篇4

2數值算例

以正交各向異性對稱鋪設的四邊簡支方板［0°/90°/90°/0°］為例，方板長度為a，厚度為h，且層合板的每一層都具有相同的材料參數和厚度。表1中文獻［9］是復合材料固有頻率的有限元解，文獻［10］是根據分層理論所求的解，都具有較高的精度。表1為JD、YJJQ和GJJQ同文獻［9］及文獻［10］的一階無量綱固有頻率結果對比。從表中數據可以看出，當跨厚比a/h=5時，JD的誤差很大，YJJQ也有較大誤差，而GJJQ相比于文獻有較好的結果;當a/h=10時，JD誤差減小，但仍有較大誤差。此時，YJJQ和GJJQ具有較好的精度;當a/h=100時，JD、YJJQ和GJJQ同文獻［9］及文獻［10］的解都較為接近。由表中數據可知，GJJQ精度高，可靠性好。通常，彈性模量比(E1/E2)、跨厚比(a/h)的改變對復合材料層合板固有頻率有影響。以數值分析中的方板為例，圖1～圖3分別是基于3種理論，層合板一階無量綱固有頻率與彈性模量比、跨厚比的關系。

3層合板固有頻率的優(yōu)化設計

1)優(yōu)化模型建立及設計變量?；诟唠A剪切變形原理，建立層合板固有頻率等效模型，再將層合板固有頻率等效為單層正交各向異性材料的材料屬性。復合材料層合板的減振降噪性能通常受其固有頻率影響，而有很多因素影響固有頻率，如鋪設角度、跨厚比、彈性模量比、濕熱等等。對其進行優(yōu)化設計，能提高層合板的性能。以上例中的層合方板為例，基于高階剪切變形理論下，對層合板的固有頻率進行優(yōu)化，選擇鋪設角度作為設計變量。2)目標函數及約束條件。本文以上例材料參數作為層合板的初始參數，以層合板固有頻率最大化作為優(yōu)化目標，文中得到的(8)式則是固有頻率的目標函數。鋪設角取值范圍∈［0°90°］。3)優(yōu)化設計方法。文中以改進的適應度函數［11］遺傳算法對目標函數進行優(yōu)化。遺傳算法引導搜索的主要依據就是個體的適應度值。也就是說，遺傳算法依靠選擇操作來引導算法的搜索方向。選擇操作是以個體的適應度作為確定性指標，從當前群體中選擇適應度值高的個體進行交叉和變異，尋找最優(yōu)解。如果適應度函數選擇不當，它直接影響到遺傳算法的收斂速度、穩(wěn)定性及能否找到最優(yōu)解。本文選擇種群規(guī)模(NIND)為20;遺傳代數(GEN)為40;交叉概率(px)為0．7;變異概率(pm)為0．01;代溝(GGAP)為0．95，采用進化代數固定的終止策略。從圖4看出，優(yōu)化目標值隨著遺傳代數增加呈遞增趨勢，優(yōu)化到第10代時找到全局最優(yōu)解。優(yōu)化結果為x=0．735，y=0．769，z=15．31;即θ1=44．5°，θ2=44．9°，為15．31。由表2可知，優(yōu)化后的效果較明顯，ω～11從12．40提高到了15．31。

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2重點高邊坡穩(wěn)定性評價及支護優(yōu)化設計

2.1基于過程模擬與控制的高邊坡穩(wěn)定性評價及災害控制方法研究

高邊坡巖土體具有地質體所具備的地質過程特性，對巖石進行的高邊坡穩(wěn)定性評價的主要目的就是對邊坡變形破壞的過程以及機制進行闡述，并且基于地心力學來對問題進行刻畫，實際上這種對巖石高邊坡進行的穩(wěn)定性評價更具體說來應該是一個變形穩(wěn)定性的問題。對變形穩(wěn)定性的分析是指對高邊坡的變形以及相關的破壞情況、破壞機制進行研究，并且結合數學、力學以及計算機技術，利用數值模擬的方法來對邊坡變形的過程進行模擬演示，并且對變形過程進行控制，基于這種模擬研究的結果對邊坡的穩(wěn)定性進行相關評價。變形穩(wěn)定性分析的過程是在對應力環(huán)境、變形特征、破壞模式、潛在滑面位置進行模擬分析的基礎上進行的，但目前對于穩(wěn)定性系數以及推力值的估計還缺乏足夠的理論支持，沒有形成一個成熟、準確的計算方法。

2.2重點高邊坡穩(wěn)定性評價

對需要重點進行研究的邊坡要隨時進行施工跟蹤，要注意對實際施工中遇到的巖體結構以及邊坡變形的情況進行足夠精確、細致的描述，并且要積極收集邊坡以及施工過程中的反饋信息，對具體的坡體情況進行分析，根據上述資料以及研究分析，來建立相應的地質模型來反映控制性結構面空間展布特征，并且要根據具體邊坡結構的實際特征來進行計算方法的選擇，用來研究邊坡變形的破壞模式以及穩(wěn)定性情況。土質邊坡、散體結構以及破裂結構邊坡的穩(wěn)定性大多都會受到最大剪應力面的控制，因此，對這類邊坡的邊坡開挖過程進行研究分析，就要在對潛在滑動面的位置的判斷基礎之上進行，并且根據強度穩(wěn)定性分析來對相應的邊坡穩(wěn)定性進行評價，為支護設計的優(yōu)化提高有效的參數。

2.3重點高邊坡支護優(yōu)化設計

在對邊坡支護進行優(yōu)化中，要由對變形破壞的過程進行模擬來研究邊坡開挖過程的不同變形階段，由地質體所處的演化階段以及變形破壞機制來對支護方案進行篩選，要按照具體的規(guī)范標準來進行靜力學設計，要按照數值模擬的結果來研究地質體以及治理工程結構之間的相互作用，并由此來進行方案的優(yōu)化設計。高邊坡優(yōu)化設計要建立在精準的地質模型的基礎上，利用控制過程技術來完成，而且還需要特別關注邊坡的穩(wěn)定性評價，根據原有的設計方案進行改進。邊坡優(yōu)化要注意變形控制以及災害控制，要將采用適宜的支護措施來是變形控制在允許范圍之內，要結合反饋信息以及穩(wěn)定性分析結果來進行有針對性的優(yōu)化。

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2剪力墻結構的設計

剪力墻長度和寬度尺寸與其厚度相比比較大，根據構件設計的要求不同，使用的設計長度與厚度則不同。一方面是墻肢的長度，剪力墻墻肢長度即為墻體截面高度，其長度不應超過8m。確保剪力墻結構的延性是設計剪力墻結構的關鍵。若要是避免脆性的剪切破壞，可將剪力墻設計成高寬比大于3的細高剪力墻結構。但有時由于墻體本身長度很大，要想保證比值大于3，就可以采用開洞的方法將其變?yōu)榫鶆虻倪B肢體墻，而其洞口采用約束彎矩比較小的弱連梁的效果較好。另一方面是剪力墻墻肢的厚度，《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》規(guī)定了剪力墻的最小厚度，以保證剪力墻出平面的剛度和穩(wěn)定性。住宅建筑填充墻厚一般為200mm，相應剪力墻墻厚也取為200mm。對于無地下室的高層建筑，為避免發(fā)生墻厚大于填充厚度的情況，在布置剪力墻時，應結合建筑平面，盡量避免使用一字形剪力墻，而采用L、T、Z、十字形等截面形式。按照《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》JGJ3－2010中相關規(guī)定，抗震設計時，重力荷載代表值作用下，一、二、三級剪力墻墻肢的軸壓比不宜超過表7．2．13的限值，若一、二、三級剪力墻底層墻肢截面的軸壓比超過表7．2．14的規(guī)定值時，以及部分框支剪力墻結構的剪力墻，應在底部加強部位及相鄰的上一層根據規(guī)范設置約束邊緣構件。兩端與剪力墻在平面內相連的梁為連梁，水平荷載作用下，墻肢如果發(fā)生彎曲變形，就會導致連梁產生內力，進而約束墻肢，減少墻肢的變形，改善其受力的狀態(tài)。在剪力墻結構設計中，常會出現連梁超筋的問題，可以通過減小連梁的截面高度、調整塑形方面的處理、放棄對連梁的使用等諸多方面來進行解決。

3剪力墻結構設計的優(yōu)化措施

對建筑結構進行優(yōu)化設計能夠在保證安全性的前提下，有效降低工程成本，在剪力墻結構優(yōu)化設計中需針對工程的特點，分析其中存在的主要問題，對其結構布置及設計等進行適當的調整。以下以某工程為例，對剪力墻結構的優(yōu)化設計具體措施進行分析。

3．1工程概況

某高層商住樓，地下兩層，地上進31層，標準層高度為3．0m，建筑總高度為98．10m，總建筑面積約為2萬m2，抗震設防烈度Ⅷ度，設計基本地震加速度值0．2g，設計地震分組為第二組，Ⅱ類場地，特征周期為0．55S，剪力墻抗震等級為一級，混凝土強度為C40～C25，采用純剪力墻結構，墻肢底部加強部位寬350mm，以上逐步遞增至200mm，通過分析SATWE計算結果發(fā)現該結構設計剪力墻的利用率較低，低層墻肢軸壓比在0．37～0．43之間，結構位移較好，控制在1．2以內，且結構周期、位移角較小，整體偏剛。

3．2一般優(yōu)化措施

剪力墻結構的設計主要可分為剪力墻結構設計和計算方面的優(yōu)化，在進行結構優(yōu)化設計時，不僅要注重設計方面，也要把計算列為其中重要的部分。

(1)剪力墻結構設計優(yōu)化，在剪力墻結構設計過程中，應當注重抗震的作用，盡量避免單向布置，按照雙向布置的原則，使受力方向的抗側剛度逐漸接近，形成一個良好的空間結構。利用空間的充足性，減輕結構的重量。剪力墻的門窗洞口要成列布置，墻肢截面簡單，與連梁分布規(guī)則，當出現錯洞或者疊合錯洞的情況下，腔內的配筋要形成框架的形式。由于剪力墻結構的抗側剛度受布置結構影響較大，如果出現突變的情況，對抗震非常不利，在對剪力墻進行結構設計時，要堅持從上到下連續(xù)布置的原則，改變墻體的厚度和混凝土的強度等級，減小側向沿高的高度;站在多種角度，從多方面出發(fā)，進行結構分析，注重和考慮抗震等級平均軸壓比帶來的影響及其穩(wěn)定性的相關要求。

(2)剪力墻結構計算優(yōu)化，在剪力墻結構計算方面進行優(yōu)化時，應當遵循樓層最小剪力系數的調整原則、連梁超出限值的調整原則、樓層最大位移和層高之比的調整原則、結構扭轉為主的第一自振周期和以平動為主的第一自振周期之間的比例調整原則，使計算結果無限地接近規(guī)范值。

3．3具體優(yōu)化設計措施

針對本工程剪力墻結構設計中存在的問題，采取的具體優(yōu)化設計方法包括:

(1)主體結構結構的抗側剛度，在高層建筑單位建筑面積結構材料用量中，房屋層數與用于承擔重力荷載的結構材料用量與成正比例，而用于抵抗側力的結構材料數量，則以建筑層數的二次方的關系急劇增加，所以參考傳統工程設計經驗，高層建筑的各項計算指標能否通過規(guī)范要求，抗側剛度起著決定性的作用。因此，高層建筑結構的抗側剛度的計算確定，在高層建筑結構的設計中是十分重要的，它是整個建筑結構設計工作中最重要的基礎核心工作。優(yōu)化剪力墻抗側剛度的常用措施有改變剪力墻的截面尺寸、調整剪力墻的混凝土強度等，在建筑高度及豎向荷載已知的情況下，剪力墻高寬比比較大，而剪切變形的影響又比較小時，可取剪力墻的彎曲剛度作為設計變量，建立剪力墻抗側剛度優(yōu)化的數學模型，對設計進行優(yōu)化;

(2)地震作用，當前，一般高層建筑抗震作用的計算方法主要有振型分解反應譜法和底部剪力法兩種，前者在國際上被普遍用來設計高層建筑的抗震性能，后者是在高層建筑結構抗震設計時，簡化計算擬靜力計算水平電算求解的一種方法，該方法方便運算，但是造成的數據誤差較大，會造成結構剛度、質量沿豎向變化較大甚至結構明顯不對稱。但此方法被運用于抗側剛度優(yōu)化分析時，可以簡化計算步驟，得出最佳抗側剛度數據后，借助電子運算方法和振型分解反應譜法，使水平地震作用及其影響都能得出準確結果。

(3)建筑結構輕型化，目前我國剪力墻結構體系高層建筑，混凝土及鋼材的強度等級一般不高，自重偏大，建筑結構輕型化后，能夠節(jié)約建筑材料，減小結構截面，還有利于抗震性能的結構性改善，改變建筑在地震中的受力狀態(tài)。結構輕型化的措施主要有:選用合理的樓蓋結構形式，合理地確定樓蓋結構的截面尺寸，有效減輕高層建筑的總重量;在滿足結構層間側移、強度延性及頂點側移控制的基礎上，掌握好墻體的厚度;采用質量較輕但強度較高的建筑材料，在保證墻體輕度之外，盡量減少建筑自重。

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(二)增強建筑結構優(yōu)化設計課程教學的連續(xù)性建筑結構課程通常為48課時至64課時，持續(xù)周期為一個學期，在學期結束后課程內容便很少涉及，課程得不到連續(xù)性學習。建筑結構設計優(yōu)化是一門凌駕于多門建筑課程的綜合學科，要在不同的建筑課程中融會貫通，在其他課程中反復實踐和利用，才能將建筑結構優(yōu)化設計的知識進行實際操作。這就要求不光要有獨立的建筑結構課程和結構專業(yè)的教師，其他建筑課程和教師在教研中要融入結構優(yōu)化的理念，通過啟發(fā)性教學方法，使學生伴隨建筑知識的增長提高結構優(yōu)化設計能力。

(三)利用多媒體技術進行教學建筑結構設計要求學生對建筑的整體和個體構件都充分了解，傳統的板報式講授并不能直觀地反映建筑構件實例的三維立體形象，學生和老師都應鼓勵使用三維立體的軟件設計建筑模型，提供設計作品的感官性的同時可以增強課程的趣味性。比如教師通過模型構件的軟件設計立體的建筑模型，建筑的框架結構、構件受力情況和施工方法等都可以通過多媒體技術形象地呈現在大屏幕上，啟發(fā)學生進行構件優(yōu)化設計的靈感。老師和同學也可以通過計算機軟件的交互作用，進行構件的交流和整體結構優(yōu)化的探討。學生可以通過軟件完成教學作業(yè)，較徒手繪圖簡捷省力。新媒體技術能夠很好的引發(fā)學生的課堂興奮，也容易產生視覺疲勞，教師要掌握好重難點，合理分配計算機教學和傳統板報式教學的課時。

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2綠色建筑優(yōu)化設計過程

2.1綠色建筑的規(guī)劃階段的設計優(yōu)化

在規(guī)劃階段，分析場地中的氣候資源特點，結合計算機模擬的方法，從空間布局和朝向選擇上對建筑的熱、聲、光、風場等進行優(yōu)化。建筑設計項目一旦通過報規(guī)，是很難進行修改調整。如果前期倉促定案，會造成先天不足，是很大的缺憾。成都西南交通大學歸谷低碳小區(qū)日照強度計算圖，通過總平面設計的優(yōu)化分析，對建筑物平面布置和體型的調整，優(yōu)化建筑的陰影分布，保證充足的日光進入每一棟建筑內，日照效果達到最好。對建筑物進行通風模擬，以確定最佳的布局方式，并優(yōu)化室內外空間布局，形成穿堂風，使建筑物達到最好的通風條件。該項目的室外風環(huán)境CFD模擬風場。

2.2建筑氣候適應性與設計優(yōu)化

在深入分析不同經典綠色建筑的基礎上，通過對不同氣候區(qū)建筑設計創(chuàng)作的研究，發(fā)現地域建筑的創(chuàng)新與發(fā)展都涉及到建筑基本屬性。如功能與空間、結構與構造形式、室內外物理環(huán)境、經濟投入、地域風格等，反映出安全、經濟、舒適、美觀等性能特征在建筑創(chuàng)作中的主導地位。建筑外觀是在順應氣候、地形、地貌等自然條件，按照人的傳統、文化、習俗和審美等的要求，作用于建筑，是地域建筑給外界的最直觀的表達方式；建筑的功能是在滿足工作與生活需求這一共性的基礎上，對文化、、工作與生活習慣等個性特征的滿足；環(huán)境問題是人工環(huán)境帶給人體最直觀的感受，它的好壞直接影響人體健康，也會導致資源、能源利用的差異；經濟性決定了選取材料和技術的衡量標準，在經濟欠發(fā)達地區(qū)，這一制約因素發(fā)揮著決定性作用；除此以外，與自然環(huán)境的協調發(fā)展是目前以及很長一段時期內任何建筑都必須面對和解決的難題之一，尊重自然，強調可持續(xù)發(fā)展的建筑產業(yè)是當務之急。通過對不同建筑的功能、文化、氣候適應性研究，認為綠色建筑最顯著特點之一是建筑的氣候適應性。遵義市科技館效果圖，遵義市屬于中亞熱帶高原濕潤季風區(qū)，氣候溫和、夏無酷暑，冬無嚴寒。但地處山區(qū)，海拔高差較大，氣流、降水以及氣候具有典型的山地氣候特征。建筑場地在海拔1500m以上的山地，以石作為造型理念，采用半覆土建筑形式，以厚重實體回歸自然，由西向東，由南向北逐漸延伸入土中，整個體量從屋面到松林做到自然過渡，渾然一體。利用地下土壤的熱穩(wěn)定性和地下溫度的恒溫性，體現出建筑的地域特色，具有創(chuàng)新的理念。建筑設計按照被動優(yōu)先的原則，通過計算機模擬，采用圍護結構隔熱、遮陽，充分利用自然采光、加強自然通風等技術措施，來減少建筑能耗，提高建筑的功能要求和室內舒適度。護結構主要為非透明實體圍護結構，以減少夏季強烈的太陽輻射對建筑室內過熱和空調能耗的增加，同時滿足科技館建筑室內采光與照明對科技作品、藝術作品的功能要求。半覆土建筑形式對場地內地形地貌進行最大限度的保護，避免進行大開挖，大填方。對場地內的水系和現有植物進行利用。景觀專業(yè)對現有水系和植物的利用，包括現有竹林，樹木，灌木等等。結合給排水專業(yè)設置雨水蓄積方案，確定雨水蓄積的方式和位置，雨水蓄積同時作為景觀水景，同時滿足功能和綠色建筑對水資源節(jié)約的要求。瓦努阿圖國家會議中心效果圖，瓦努阿圖位于南太平洋，最熱月平均氣溫為26.4℃，最冷月平均氣溫為21.6℃，年平均氣溫24.1℃。全年太陽高度角較大，直接輻射強。氣候溫和濕潤，屬于典型的低緯度海洋性氣候。建筑設計尤其注重遮陽、通風。利用海洋性氣候條件下海陸風的晝夜變化特點，增強自然通風效果。地形對風向和風速的修正以符合項目所在的背景風場。利用種植屋面良好的隔熱機理和熱穩(wěn)定性，完全消除太陽輻射得熱，實現超低能耗的運行方式，營造健康舒適的室內環(huán)境。晝夜海陸風和建筑平面通風流線，采用外挑屋面遮陽結合采光設計，具有遮陽功能的走廊和挑檐，在減小空調負荷，降低空調能耗的同時，可實現自然光亮度、均勻度滿足使用要求，并有效控制眩光，最大限度減少晝間人工照明用電等。項目建成后，結合綠色運行手段，可望稱為低緯度海洋性氣候地區(qū)低能耗綠色建筑的典范。從以上工程實例可看出，具有氣候適應性的建筑將有利于氣候的自調節(jié)作用，這也是自古以來人類總結出的、今天流行的被動節(jié)能技術設計方法。因此，通過被動式自然能源的應用，對建筑進行優(yōu)化設計，利用建筑圍護結構的蓄熱、自然通風等將室外溫度波的衰減、延遲特性、圍護結構內表面平均輻射溫度（MRT）的日平均值和波幅值控制在人可接受的范圍內。這種被動與主動相結合的節(jié)能技術，盡可能延長基本熱舒適時間，減少采用主動干預室內熱環(huán)境的方式實現熱舒適環(huán)境時間，也就是說盡量減少空調和采暖時間，是氣候適應性節(jié)能建筑的核心，也是我國綠色建筑的技術路線和方向。

2.3建筑形態(tài)設計與節(jié)能設計

綠色建筑設計與一般設計的根本性區(qū)別在于采用量化分析的方法代替感性認識，可以說沒有定量化的分析就沒有理性綠色建筑的誕生。采用計算模擬分析手段來推敲設計策略對建筑能耗的影響，進而優(yōu)化建筑設計。成都雙流機場T2航站樓，建筑圍護結構屋面與外墻沒有明顯的分隔，而是屋頂由一個圓柱穹頂直接落地，屋頂采用透明材料和金屬夾芯板形成虛實相間的“竹節(jié)蟲”。對圍護結構的熱工與節(jié)能設計受到很大的限制，屋頂中天窗的比例高達28%，帶來較大的空調負荷和高昂的運行費用，需對屋蓋方案進行優(yōu)化，經過模擬分析并與建筑設計進行交互優(yōu)化調整，實現整體節(jié)能。可以看出方案一、方案二、方案四較方案三的裝機負荷大34.9%、9.5%、23.9%，遮陽系數不同時的負荷，當SC=0.6)時，四種方案分別為30.2%、8.2%、0.0%、21.0%；當增加玻璃的遮陽系數由0.6降低到0.5，三個方案的裝機負荷可分別減小6.7%、9.3%、8.3%由此帶來設備初費用降低，機房面積減小400～2500m2，管道費用減少3％～15％左右。因此，我們在定量的計算模擬分析有時甚至糾正感性認識的錯誤。比如我們在采用能耗分析軟件研究發(fā)現的西向水平遮陽措施對改善西向房間的熱工性能也有很大的幫助，糾正了通過感性認識一般認為的西向水平遮陽措施對房間遮陽幫助不大的認識，進而可調整相應的設計策略。節(jié)能的同時為建設方節(jié)約投資，在投標方案競爭中定量地體現出設計方的技術水平和服務意識。

2.4采光遮陽與建筑設計

由于建筑進深大，側窗采光造成內部采光不好，均勻性差，根據成都冬季日照率低和夏季太陽輻射特點，為保證大部區(qū)域白天不需人工照明，設置采光通風遮陽天窗，以及玻璃幕墻頂部通風遮陽措施，保證了候車廳深部空間日間自然采光滿足亮度和均勻度要求，并在候車廳不同部位的環(huán)境平均輻射溫度控制在27℃以下，使侯車大廳處于舒適性范圍，同時降低空調能耗。由此，在西側玻璃幕墻和天窗應采取遮陽措施。下圖給出了采用傾角為10°的百葉遮陽措施后外進入室內的太陽輻射特征曲線圖，由圖可看出，采用百葉遮陽后，可以大幅消減對進入室內的太陽輻射，從而改善夏季室內的熱舒適度，降低了空調能耗。

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箱梁節(jié)點是整個承重鋼梁最為關鍵的部位，在施工中采用不同形式的加勁肋對該部位進行了加固處理。嚴格按照要求的尺寸，對GWJ－4號承重結構進行不同荷載狀態(tài)下的分析。利用有限元軟件ABAQUS對GWJ－4號鋼架各部分的實際三維模型進行數值計算。該有限元軟件研究實際模型在承重荷載及風荷載作用下的承載能力，著重對承重結構需要優(yōu)化的地方進行分析，從而提出可行的優(yōu)化設計方案。天窗閉合狀態(tài)時不同受力荷載條件下對天窗閉合狀態(tài)下的GWJ－4屋架的受力分析如下。

1．1．1GWJ－4屋架在承重下的受力天窗全關閉狀態(tài)下的GWJ－4屋架關鍵部位的受力分析?？闯?在GWJ－4屋架的跨中位置附近，其應力分布比較均勻，沒有大的應力集中區(qū)，且最大Mises應力均小于100MPa，在此應力下支撐板是不會發(fā)生局部屈服的。最大Mises應力小于Q235B鋼的單軸抗壓強度，故在此工況下，箱形梁跨中部位的荷載承載能力滿足要求。箱梁支座數值分析結果知，最大Mises應力約為230MPa，主要是因為梯形加勁肋存在明顯的應力集中區(qū)，導致該位置出現了較大的應力。一般來說，由塑性材料制成的構件，應力集中對其在靜荷載作用下的強度幾乎無影響，但是該結構為滑動式玻璃天窗的承重結構，需要各種交變荷載的作用，因此有必要對此支座進行優(yōu)化設計，減小其應力集中系數。天窗全關閉狀態(tài)下的GWJ－4屋架關鍵部位的位移大小分布，由于在承重荷載的作用下，箱型梁在水平方向位移值小于1mm，因此僅列出了GWJ－4屋架箱梁在天窗全關閉狀態(tài)下的豎向位移分布圖。從結果可以看出:在此工況下，箱形梁產生的最大豎向位移約為5mm，位置在箱型梁的跨中部位，根據鋼結構的設計規(guī)范，其位移大小滿足要求。

1．1．2GWJ－4屋架在承重及風荷載下的受力在承重及風荷載的共同作用下，箱形梁跨中部分的應力仍然很小，因此不再重復分析。在此工況下箱形梁支座的應力狀況。在兩種荷載的共同作用下，支座個別單元的應力已經超過Q235鋼材的屈服強度(并不意味著破壞)，梯形加勁肋與豎向加勁肋的接觸部位存在很大的應力集中，這對結構的長期穩(wěn)定性是不利的，因此有必要采取措施來減輕應力集中帶來的危險。GWJ－4屋架在承重荷載及風荷載下的豎向位移及水平位移。通過對比可知，風荷載對豎向位移影響很小，豎向位移的最大值約為4．7mm，最大位移在跨中部位，滿足工程設計的規(guī)范的要求，這說明該屋架的豎向剛度已經滿足要求。風荷載主要影響箱形梁的水平位移，在此作用下，箱形梁產生了較大的水平位移，其最大值仍產生在箱型梁的跨中位置處，為4．3mm。根據鋼結構設計規(guī)范，此水平位移的大小是滿足工程設計要求的，因此無需另外增加水平方向剛度。

1．1．3箱梁支座的優(yōu)化設計由上面兩種荷載條件下應力和位移的數值模擬結果分析可知，在天窗玻璃全關閉狀態(tài)下，強度和剛度都滿足要求，但其不足之處在于箱型梁支座存在較大的應力集中，這導致支座支撐板出現了個別單元的屈服。根據疲勞理論，在交變荷載的作用下，應力集中會降低結構的強度和耐久性。因此，提出了以下可行的減小支座應力集中的實施方案。針對梯形加勁肋應力集中程度高的現象，建議在支座兩側再添加兩個相同尺寸的梯形加勁肋。對優(yōu)化后的支座，運用有限元對其在承重荷載及風荷載作用下進行應力分析，如圖8所示?？梢缘贸觯涍^優(yōu)化后支座的最大應力是187MPa，其應力集中程度相比未優(yōu)化之前的支座已經減小很多。這說明此優(yōu)化起到了良好的效果。

1．2連接板的優(yōu)化設計

滑動天窗從完全關閉至完全打開過程中時，數值模擬分析，在連接板與箱梁的接觸處存在較大的應力集中，這導致了部分單元的應力超過了Q235鋼的屈服強度，但是需要說明的是并不是超過屈服強度該連接板就要破壞，只是很小的一部分可能會發(fā)生屈服，這對韌性結構整體的安全性影響較小。由于支架要處于不同活荷載的作用下，為了長久的安全性和穩(wěn)定性，連接板所受的最大應力有必要處于鋼材的最大屈服強度之下，因此有必要對該處連接板進行優(yōu)化設計。針對以上分析知，連接板存在的最大問題是該處存在應力集中，導致了該處產生了較大的集中應力，從而影響結構的長期安全性和穩(wěn)定性。為了消除應力集中，可以采取以下兩種措施:第一種是通過構造措施減小應力集中，例如連接鋼板需要倒角處理等;第二種措施是對此處連接板進行重新的設計，例如增加連接板的數量來減小每塊連接板所受的應力、連接板采用強度更高的鋼材等等。此處我們對第二種優(yōu)化措施進行了數值模擬，驗證了其可行性。

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1案例概況

本工程為辦公樓，初步方案為框架結構，但是為了減少造價改為砌體結構。根據建筑抗震規(guī)范規(guī)定該建筑所在的城市抗震設防烈度為7度，設計基本地震加速度為0．159，設計地震分組為第一組，設計使用年限51年。建設場地為II類，基本風壓為0．35KN/m2，基本雪壓為0．35KN/m2。結構層數為4層，結構形式采用磚混結構，基礎采用條形基礎。

2結合案例

進行對建筑節(jié)誒狗優(yōu)化設計措施進行分析

2．1建筑結構形式設計

戶型選擇主要由建筑類型與功能決定，而建筑設計方案決定建筑類型與功能。在建筑結構形式優(yōu)化沒計中，砌體結構與底部框架剪力墻結構是設計的主要部分。根據本次案例的實際情況，文章做一下具體設計:

(1)加強砌體結構設計。磚砌體是建筑承重與抗側移的結構部分，可以靈活的布置建筑平面，但不適于做躍層結構與受力大的突兀結構。為了有效減少建筑構造柱的配筋，可在保證建筑安全性的基礎上，建至少道縱向墻體，而且門窗開洞寬度不超過2．1m。

(2)加強底部框架剪力墻結構設計。在該設計中，如果底部框架剪力墻豎向抗側力構件不連續(xù)，極易出現受力不平衡問題，所以必須嚴格要求建筑平面。設計底部框架剪力墻結構時，應盡可能將承重墻設計在框架梁上，若將墻體設于次梁上，則需加大建筑部分結構的配筋，如該次梁、主梁、框架梁，并加厚該次梁樓板。下圖1為優(yōu)化后的梁布置圖。(3)此外，結構樓板應在填輕質材料的基礎上，才能進行錯層。在建筑戶型設計中，為便于布置臨街面柱網，應在臨街面布置大房間，而背面則布置小房間，如衛(wèi)生間、廚房等。

2．2建筑剪力墻設計

在剪力墻設計過程中，連梁設計是其中的關鍵部分。連梁連接建筑各墻肢形成聯肢墻，增加了制約墻肢的條件。建筑結構的地震作用隨著連梁剮度的增大而增大，而連梁與墻肢的分配內力也隨之而增大，因此需適當增加構件配筋量，才能保證建筑的安全．性，但會浪費建筑材料。所以，設計建筑結構時，經驗豐富的設計師通常不采用剛度大的衡下墻作為連梁，而是將連梁設計為弱連梁，減小截面與剛度。此外，建筑結構設計不儀要符合剛度和變形條件，還必須綜合考慮建筑抗力、變形、經濟等方面，盡可能合理布置建筑抗側力構件?？梢娊ㄖY構抗側力剛度隨著剪力墻數量的增多而加大，結構位移也隨之減小，但建筑結構地震力會因此增大，從而不利于控制建筑結構造價。所以在進行布置剪力墻時，要把周邊弄的更加均勻，可以運用對稱、分散等原則，在設計的時候一定要以建筑規(guī)定的水平位移限值為標準，適當的控制剪力墻數量。

2．3建筑細節(jié)設計

建筑結構設計優(yōu)化中主要體現以下幾個方面:加強建筑結構局部構件精細設計，如設計現澆板時，盡可能將異形板劃為矩形板，從而使建筑合理受力，并避免拐角出現裂縫;選擇冷軋帶肋鋼筋作為建筑底部框架抗震墻的底框梁箍筋，減少箍筋量，達到降低造價和便于施工目的;結合結構優(yōu)化設計理念與計算機技術，使計算仿真優(yōu)化設計思路廣泛應用于建筑工程結構設計。利用計算機建立建筑結構優(yōu)化設計模型，并利用計算機高效的優(yōu)化設計方法，使建筑結構設計達到優(yōu)化目的。優(yōu)化設計大型復雜的建筑結構時，利用計算機優(yōu)化設計建筑結構，具有傳統設計方法無法比擬的優(yōu)勢。所以，建筑結構設計人員必須具備一定的計算機知識與運用能力，有效利用計算機優(yōu)化設計分析建筑結構?？偠灾瑢τ跇嬙齑胧?，要緊密聯系規(guī)范進行設計，不要盲目的加大構造尺寸和鋼筋直徑大小，減小不必要的浪費。梁板柱的布置體系和受力體系盡量簡單合理，對于不需要設置梁的部位要簡化設置。控制砌體砂漿等級?？刂苹A的埋深和合理選用基礎形式，對承載力特征值進行修正。

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為建設黃壁莊水庫副壩防滲墻，擬在副壩下游側樁號2+000和3+750處的壓坡平臺上興建2座產量200m3/h的大型混凝土生產系統，該系統含2個長×寬×高為60×60×8.4m一次儲量7000m3的儲料場和2座2×1.5m3的強制式機組的拌和樓見圖1。由于副壩是整個水庫工程存在隱患最多的部位，水庫主管單位對在壓坡平臺上興建工程嚴加限制：一不得深挖；二不得寬挖。保證在除險加固完成前副壩的安全度汛。在地形條件受限制的情況下，如何確保儲料場按計劃完成，關鍵在擋土墻設計。

如何在眾多形式的擋土墻中選擇一種適合現場條件的檔土墻結構是當前必須研究的課題。檔土墻作為一般攔土結構物，常用在閘壩的翼墻和渡槽、倒虹吸的進出口邊墻及其他路堤擋土部位等。對這類工程的優(yōu)化設計問題往往易被忽視。我們的實踐表明，各類擋土墻的技術經濟效益有著相當大的差別。本項研究，從工程實際出發(fā)，意圖在如減壓式擋土墻、重力式擋土墻、懸臂式擋土墻和扶壁式擋土墻等四種結構中進行雙向優(yōu)選，即進行本類的優(yōu)選設計和各類之間的優(yōu)選比較，最后確定一種技術、經濟狀況最優(yōu)、現場適應性最好的擋土墻方案用于本工程?，F將研究過程介紹如下。

1.2課題研究思路

該課題的研究思路分三步的研究思路。

第一步，首先確定方案比選的統一標準。過去人們的觀點認為擋土墻形狀各異，結構不同，各有優(yōu)缺點，要比較相當困難。實際上任何形式的擋土墻功能都是擋土攔土，因此研究認為，它們的正常擋土狀態(tài)就應當是一個統一標準，而這個正常的擋土狀態(tài)正是現行的規(guī)范狀態(tài)，在規(guī)范狀態(tài)下這些參與比選的各類擋土墻是處在同一個設計水平上，因而可以比較。

第二步，確定優(yōu)化設計的風險決策方法。眾所周知，任何擋土墻的穩(wěn)定性特征值都是擋土墻背填土物理力學特性的函數，同時又受地基結構特性的約束；對于擋土墻的經濟造價，又與結構特征相關的工程量及市場物價相關的分析單價密不可分。顯然，這些都是描述擋土墻特征的隨機變量。鑒于擋土墻具有上述特點，因此可以認為每類擋土墻也是離散隨機變量，采用數學期望準則和優(yōu)勢比較準則完全能夠將含離散隨機變量的各個方案進行優(yōu)劣比較，按照定義，離散隨機變量的一切可能值Xi與對應的概率P（ζ=Xi）的乘積之和稱為數學期望，記為Mζ。如果隨機變量只取得有限個值：X1、X2、X3、……Xi，而取得這些值的概率分別是P（x1）、P（x2）、P（x3）……P（xi）則

Mζ=X1P（x1）+X2P（x2）+X3P（x3）……XiP（xi）

運用到風險決策中來，以Mζ值最小為最優(yōu)方案。

優(yōu)勢比較準則實際是將方案的技術效益或造價進行比較。當方案Ⅰ的隨機變量S1、S2、S3、……Si與方案Ⅱ的隨機變量S1、S2、S3、……Si對應相減，其值為“0”或“+”值，則方案Ⅰ有優(yōu)勢；若相減后其值為“0”“0”“+”“-”或“0”“0”“-”“-”，則方案Ⅰ不存在優(yōu)勢。

第三步，選取擬比較的能反映方案特性的隨機變量可能值。研究認為，方案的規(guī)范狀態(tài)，擋土墻的墻基應力，墻基對圍巖的擾動度參數——擋土墻的寬高比B/H和相對避擾度、工程造價及相對效益A等值，基本能描述擋土墻的特征，而且這些變量在分析過程中都能一一取得。故以它們作為研究比較的隨機變量是合理的。

第四步，搜索各類擋土墻的規(guī)范狀態(tài)并按數學期望準則和優(yōu)勢比較準則分別考核各個待選方案。選出最優(yōu)秀方案。

2各類擋土墻的設計指標

2.1確定計算擋土墻的土壓力理論

目前計算土壓力的理論有多種，而各種理論又用各自不同的假設分析方法來求算土壓力。根據初步篩選，除減壓式擋土墻外，其余重力式擋土墻，懸臂式擋土墻和扶壁式擋土墻背墻頂與墻踵連線傾角均大于臨界角εer，本工程εer=45-ψ/2。盡管一些方案的墻背可能出現第二滑裂面，盡管采用的計算公式可能出現誤差，為方便起見確定統一采用郎肯主動土壓力理論來計算各類擋土墻的主動±壓力。初步分析估算，計算誤差不會導致大方案比較結果出現錯位。

有關郎肯主動土壓力計算公式詳見圖2。

2.2現行規(guī)范（SD133-84）指標與現場地質的物理力學特性。

現行規(guī)范（SD133-84）指標與現場地質的物理力學特性見表1。

2.3四種擋土墻的現行規(guī)范狀態(tài)的計算成果

根據前述2.1和2.2節(jié)確定的數學模型和物理力學指標，無論用手算方式還是計算機搜索都可得到現行規(guī)范狀態(tài)下的擋土墻計算成果。詳見圖2、表2和表3。

表2中的“GF”是“規(guī)范”二字的漢語拼音縮寫；“圍巖相對避擾度”意思指“圍巖避免擾動的相對程度”，此相對值越大表明圍巖受擾動越小，反之則越大。

3擋土墻優(yōu)化設計的風險決策

3.1按數學期望準則的風險決策

采用數學期望準則風險決策之前先將表2中的第（2）項和第（5）項、表3中的第（12）項集中到表4來，并認為表中所有隨機變量X1、X2、X3的概率P（x1）、P（x2）、P（x3）值均為0.333，則可算出a、b、c、d各方案的數學期望Mζ值，詳見表4。

由表4可見，減壓式擋土墻Mζ值較小，而懸臂式擋土墻的Mζ值較大。比較結果表明，減壓式擋土墻在這四種擋土墻方案中為最優(yōu)方案。

3.2按優(yōu)勢比較準則的風險決策

在進行優(yōu)勢比較準則決策之前，先將表2中的第（3）項第（6）項和表5中的第（13）項集列成表5并進行優(yōu)勢比較。詳見表5。

將表5中各個隨機變量相互比較發(fā)現，減壓式擋土墻對其他三類擋土墻比較均得到“0”“0”“+”“+”，表明減壓式擋土墻方案比較優(yōu)秀，為首選方案。重力式擋土墻和扶臂式擋土墻方案對懸臂式擋土墻，比較結果也顯示“0”“0”“+”“+”，表明該兩者也有一定優(yōu)勢，可作為備選方案。

總之，無論采用數學期望準則還是采用優(yōu)勢比較準則分別對減壓式擋土墻，重力式擋土墻、懸臂式擋土墻和扶壁式擋土墻進行分析，結果基本一致。在規(guī)范狀態(tài)下，減壓式擋土墻方案對圍巖土擾動較小、較好地適應現場受限制的地形條件、工程量及造價較低，是被考核的四個擋土墻方案最具優(yōu)勢者。

4減壓式擋土墻在黃壁莊水庫除險加固工程混凝土生產系統中的應用。

4.1減壓式擋土墻設計應注意事項

混凝土標號應為C20以上。進行配筋計算時宜取安全系數K≥1.4。并且墻底不得有虛土。

4.2減壓式擋土墻的施工

注意墻體分段施工程序：先澆筑Ⅰ墻基底板——Ⅱ垂直墻體下半部分——Ⅲ減壓平臺以下的土方回填夯實——Ⅳ澆筑減壓平臺——Ⅴ澆筑垂直墻體上半部——Ⅵ減壓平臺以上回填。

4.3減壓式擋土墻應用效果

在儲料場的兩端，總長4×40m=160m，墻高8.4m，墻基寬2.51m的減壓式擋土墻于1998年11月建成投入運用。當儲料7000m3時，減壓平臺以上儲料高度h＞4m，墻頂變形2mm，墻基變形為0，運行正常。此種結構應用在儲料場工程，減壓平臺可以代替部分混凝土硬化地面的工程量，一舉兩得，技術和經濟效益明顯。

5結語

本項研究采用數學期望準則和優(yōu)勢比較準則對不同類型擋土墻方案進行風險決策獲得滿意的效果，使工程實際中提出的問題得到解決，是對擋土墻結構優(yōu)化設計的有益嘗試。

減壓式擋土墻是本項風險決策研究比選的出的優(yōu)秀擋土墻方案。在黃壁莊水庫工程應用結果表明，它的擋土效果與其他重力式擋土墻、懸臂擋土墻和扶壁式擋土墻相當，而工程造價僅為其他三類擋土墻的57%—81%、對圍巖的擾動影響僅為其他三類擋土墻的41%—44%，對受限制的土基條件適應性較好，技術和經濟效益明顯。宜作閘壩翼墻及一般渠系建筑物進出口過渡段工程的選擇方案。

本項研究的思路可供同類工程建設參考。

參考文獻