鋼結(jié)構(gòu)的全壽命總費(fèi)用優(yōu)化設(shè)計(jì)摘要本文提出了鋼結(jié)構(gòu)的全壽命總費(fèi)用優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。闡明了影響結(jié)構(gòu)壽命周期的主要因素，并進(jìn)一步討論了這些因素對(duì)各種功能的影響。針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的全壽命總費(fèi)用優(yōu)化設(shè)計(jì)，提出了選取型鋼的四項(xiàng)準(zhǔn)則，即（ⅰ）選擇最小截面面積；（ⅱ）選擇最輕的重量；（ⅲ）選擇最少截面類(lèi)型；（ⅳ）選擇最小截面總周長(zhǎng)。最后的這個(gè)準(zhǔn)則是計(jì)算結(jié)構(gòu)壽命周期內(nèi)所需費(fèi)用一種代表性類(lèi)型，例如，為避免鋼結(jié)構(gòu)受到腐蝕，可通過(guò)定期油漆的方式維護(hù)暴露在空氣中的鋼結(jié)構(gòu)，減免維護(hù)費(fèi)用。全壽命總費(fèi)用優(yōu)化模型是以模糊邏輯為基礎(chǔ)的，以形成全壽命周期設(shè)計(jì)過(guò)程為目標(biāo)，在這一設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)師通過(guò)引入加權(quán)系數(shù)來(lái)反映各種準(zhǔn)則的相對(duì)重要性，該模型已被一超過(guò)3300個(gè)構(gòu)件的大型鋼結(jié)構(gòu)所采用。關(guān)鍵詞：總費(fèi)用優(yōu)化；模糊邏輯；生命周期設(shè)計(jì)；多準(zhǔn)則優(yōu)化；鋼結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)優(yōu)化引言全壽命周期總費(fèi)用就是結(jié)構(gòu)在它的生命期內(nèi)花費(fèi)的所有費(fèi)用。結(jié)構(gòu)的全壽命周期總花費(fèi)包括最初花費(fèi)和最后超過(guò)結(jié)構(gòu)生命期的拆除費(fèi)和拆毀費(fèi)，其中最初花費(fèi)又包括設(shè)計(jì)費(fèi)、建造費(fèi)，加上運(yùn)行（使用）費(fèi)、維護(hù)（包括維修）費(fèi)。如果結(jié)構(gòu)的最初花費(fèi)低，但使用費(fèi)和維護(hù)費(fèi)高，那么該結(jié)構(gòu)就不會(huì)是最經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)。從經(jīng)濟(jì)角度看，結(jié)構(gòu)花費(fèi)優(yōu)化的理想目標(biāo)應(yīng)該是把生命周期的總花費(fèi)減少到最低。發(fā)表在結(jié)構(gòu)優(yōu)化領(lǐng)域的文章，僅僅有一小部分是討論結(jié)構(gòu)總費(fèi)用優(yōu)化的；其余的部分則是討論結(jié)構(gòu)的最輕設(shè)計(jì)的。發(fā)表在建筑類(lèi)雜志上的關(guān)于鋼筋混凝土和鋼結(jié)構(gòu)總費(fèi)用優(yōu)化的文章是依年代順序評(píng)論的，讀者可參閱Sarma和Adeli的文章。最近，作者為三維鋼骨架結(jié)構(gòu)的總費(fèi)用優(yōu)化提出了一個(gè)新的方法，綜合了多種準(zhǔn)則的優(yōu)化，模糊邏輯和先進(jìn)電子計(jì)算機(jī)的方法。特別地，美國(guó)鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)在滿(mǎn)足容許應(yīng)力設(shè)計(jì)規(guī)程和荷載和抵抗力系數(shù)設(shè)計(jì)規(guī)程的前提下提出了一種以模糊邏輯為基礎(chǔ)的多準(zhǔn)則優(yōu)化模型，該模型需考慮三個(gè)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：（ⅰ）最少的材料花費(fèi)；（ⅱ）最輕的重量；（ⅲ）最少截面類(lèi)型。這個(gè)計(jì)算模型從最小的、連續(xù)可變的全解開(kāi)始計(jì)算，得到的初解作為結(jié)構(gòu)的優(yōu)化值，這樣的話(huà)，僅是考慮了結(jié)構(gòu)的最初花費(fèi)。結(jié)構(gòu)生命期的三個(gè)主要花費(fèi)是最初設(shè)計(jì)/建造費(fèi)、運(yùn)行費(fèi)和維護(hù)費(fèi)。最初設(shè)計(jì)/建造費(fèi)包括機(jī)器的服務(wù)費(fèi)、供電服務(wù)費(fèi)、加工費(fèi)、室內(nèi)外裝修費(fèi)、室內(nèi)外的設(shè)備費(fèi)和景觀(guān)布置費(fèi)。上層結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)費(fèi)和建筑費(fèi)不超過(guò)結(jié)構(gòu)最初花費(fèi)的50%。結(jié)構(gòu)的運(yùn)行費(fèi)用包括管理費(fèi)和打掃費(fèi)、能源（天然氣和電）費(fèi)、水費(fèi)和下水道設(shè)備費(fèi)、保險(xiǎn)、抵押貸款利息、防御措施費(fèi)和經(jīng)營(yíng)管理費(fèi)。維修費(fèi)包括檢查費(fèi)、油漆費(fèi)、修理費(fèi)和替換費(fèi)。維護(hù)費(fèi)隨結(jié)構(gòu)的使用功能、利用率和重要性的不同而發(fā)生變化。對(duì)于一座50年的老建筑，它的折舊率若大于通貨膨脹的2%，那么它的運(yùn)行費(fèi)通常是最初費(fèi)用的0.8～1.3倍。許多結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)年限通常是30～40年。但是，結(jié)構(gòu)的實(shí)際年限往往比較長(zhǎng)；在美國(guó)，可能是60～85年或更長(zhǎng)。結(jié)構(gòu)的使用年限在生命周期設(shè)計(jì)中是一個(gè)重要因素。影響結(jié)構(gòu)使用年限的因素包括廢棄物、自然或人為的大災(zāi)難和不健全的過(guò)時(shí)的設(shè)備。結(jié)構(gòu)的平均壽命以及結(jié)構(gòu)的維修和維護(hù)都與結(jié)構(gòu)使用材料的類(lèi)型有關(guān)。隨著時(shí)間的流逝，混凝土可能失去它的強(qiáng)度。天氣的頻繁變化、裂縫、混凝土的收縮和鋼筋的腐蝕都會(huì)降低混凝土結(jié)構(gòu)的壽命。在這些結(jié)構(gòu)中，即使維修過(guò)了，也不可能達(dá)到它的最初強(qiáng)度。同樣地，在鋼結(jié)構(gòu)中，連接處是最脆弱的地方。在暴露的鋼結(jié)構(gòu)中，連接處可能積累污垢和碎片，如果沒(méi)有得到適當(dāng)?shù)木S護(hù)，它可能腐蝕或生銹，從而造成結(jié)構(gòu)破壞。在連接處，用鉚釘連接或用螺栓連接的都沒(méi)有焊接的牢固。圖1給出了隨著時(shí)間的變化，維護(hù)對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度影響的示意圖。本文在Sarma和Adeli研究的基礎(chǔ)上給出了鋼結(jié)構(gòu)全壽命總費(fèi)用優(yōu)化設(shè)計(jì)的新計(jì)算模型，它包括一個(gè)額外的參數(shù)：構(gòu)件截面的周長(zhǎng)。它決定了像運(yùn)動(dòng)器械、橋和塔等暴露在空氣中的鋼結(jié)構(gòu)的維護(hù)費(fèi)。圖1隨著時(shí)間的變化，維護(hù)對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的影響鋼結(jié)構(gòu)的全壽命總費(fèi)用和主要影響因素鋼結(jié)構(gòu)的全壽命總費(fèi)用由七種不同的費(fèi)用組成：最初的花費(fèi)，它包括以下幾種規(guī)劃和設(shè)計(jì)費(fèi)稿梁、柱和烏支撐物等西結(jié)構(gòu)構(gòu)件汗的材料費(fèi)仍制作費(fèi)，譯包括連接逝成分的材績(jī)料費(fèi)渾運(yùn)輸費(fèi)，疤包括把半吸成品運(yùn)輸臨到制造房退和把成品段運(yùn)輸?shù)浇ǚχ?chǎng)地的猛費(fèi)用黨接受、處弊理和儲(chǔ)藏訂這些半成展品和成品宴的費(fèi)用建造費(fèi)闖建筑場(chǎng)地帥上，工具附和機(jī)器的靠使用費(fèi)劑場(chǎng)地平整雙費(fèi)，包括冊(cè)打地基的慰費(fèi)用請(qǐng)維護(hù)費(fèi)，縣例如對(duì)暴略露的鋼結(jié)粱構(gòu)構(gòu)件油血漆塊為了保護(hù)到結(jié)構(gòu)中潛辟在的破壞豈而花費(fèi)的守檢查費(fèi)維修費(fèi)扶結(jié)構(gòu)正常株使用時(shí)的父運(yùn)行費(fèi)，勺例如熱能胡和電能掃可能失效哲費(fèi)，以可腫接受的失勻效率為基囑礎(chǔ)桑拆除和拆藏毀費(fèi)紙圖臟2刮展示了不鎮(zhèn)同的費(fèi)用鏈項(xiàng)目和它妙們之間的廚關(guān)系，以吐及它們對(duì)班全壽命總瓶費(fèi)用的影豆響。我們界研究了暫11葛個(gè)主要因醒素，這些裝因素對(duì)影劫響結(jié)構(gòu)的棕全壽命周填期具有重竄要的意義暮。它們是：院為了結(jié)構(gòu)嘉的最初建晌造而花費(fèi)按的碾壓費(fèi)動(dòng)結(jié)構(gòu)中構(gòu)用件截面類(lèi)貨型聞結(jié)構(gòu)中，桐碾壓部分厭的重量鐘結(jié)構(gòu)中，潑碾壓部分熔的周長(zhǎng)碗連接處的螺數(shù)量篇建筑用地蛾的地理位兔置遮建筑的維抱護(hù)方案駐結(jié)構(gòu)的使捎用年限利息攪結(jié)構(gòu)的使贊用飛結(jié)構(gòu)的重刻要性皆圖圖2果禍筆全壽命總獲費(fèi)用所包漁括的項(xiàng)目朵及相互關(guān)擊系君這些因素暴對(duì)不同花弄費(fèi)項(xiàng)目的拳影響已經(jīng)搏在館圖騙2材中用直線(xiàn)譜表示出來(lái)連了。旁上述丸的巧1段1刻個(gè)因素之嘗中，因素沒(méi)（軟a架）～梳（扣f襯）可以減螺少項(xiàng)賓目哨1廚的花費(fèi)。篩因素傾（繭b矮）還影響辛項(xiàng)殘目牢7脊的花費(fèi)。踢因素冰（臺(tái)d公）可以減纖少項(xiàng)何目群2虛的花費(fèi)，適例如，為歸了避免暴鑄露的笑鋼結(jié)構(gòu)被故腐蝕而花航費(fèi)的油漆燙費(fèi)，基本唯上取決于倘被油漆部海分構(gòu)件的尊周長(zhǎng)。因吼為制作的縫形式不同漏，連接處后的數(shù)量、昨建造費(fèi)、開(kāi)連接材料芽費(fèi)和勞工穩(wěn)費(fèi)都不同旦，所以因逐素奴（粉e挪）影響項(xiàng)愛(ài)目疫1考的花費(fèi)。心這個(gè)因素閉也影響項(xiàng)嫌目土2腫～撤4友的花費(fèi)，易因?yàn)檫B接先處往往是列最脆弱的徐地方，所義以必須定粘期檢查。救此外，對(duì)介連接處刷耀油漆常常僚是最花時(shí)慕間的，所磁以費(fèi)用要乒比結(jié)構(gòu)的帥其他部分李高。荒因素矩（獲f障）影響項(xiàng)貧目寬1秘～順6鄉(xiāng)的花費(fèi)。搭除了影響蝕最初花費(fèi)申，這個(gè)因拔素還影響煙油漆費(fèi)，計(jì)因?yàn)槭┕倛?chǎng)地可能截接近海邊逼或在工業(yè)逗污染區(qū)，怪那兒的腐慮蝕性很高羊。地理位品置也會(huì)影聽(tīng)響維護(hù)費(fèi)敏和維修費(fèi)兩，因?yàn)橛胁鸫罅慷夹蛐g(shù)和不懂危技術(shù)勞動(dòng)欺力的地方宜要比勞動(dòng)駛力既少又巡貴的地方遣花費(fèi)的勞狡工費(fèi)要少哄。結(jié)構(gòu)的獵維護(hù)費(fèi)和疲維修費(fèi)在仔地形困難富的地區(qū)常貪常是很貴滾的。地理諸位置也影轎響結(jié)構(gòu)的票運(yùn)行費(fèi)，是例如暖氣悔和空調(diào)費(fèi)室。此外，堵可能失效爽費(fèi)也取決聞?dòng)诘乩砦粔闹谩＠缋妫Y(jié)構(gòu)的址失效率在全地震多發(fā)僻區(qū)有明顯僻增長(zhǎng)。因縱素祖（貴g俘）影響項(xiàng)蠢目放2授～鳴6拒的花費(fèi)。院不健全的籃維護(hù)方案許經(jīng)常導(dǎo)致盜結(jié)構(gòu)的提緣前破壞。貫相反的，魔健全的維忌護(hù)方案也脆可能導(dǎo)致替費(fèi)用的增吊加。因素挑（驕h伴）和銀（釋i應(yīng)）影響所捎有的花費(fèi)要項(xiàng)目，除惹了最初花閱費(fèi)項(xiàng)嬸目攜1常。下部分違將對(duì)它進(jìn)荷行進(jìn)一步龍的討論。們因素劣（亡k袍）影響項(xiàng)稀目升2何～庸6使的花費(fèi)。凱對(duì)于很重靠要的結(jié)構(gòu)腸，像核電壁站，維護(hù)贏費(fèi)和可能固失效費(fèi)都餐很高，像天這樣的結(jié)被構(gòu)都是基負(fù)于最低失腹效率情況候下進(jìn)行設(shè)匪計(jì)的。擊本文中，幸我們僅考糧慮了前四線(xiàn)個(gè)因素，浸作為結(jié)構(gòu)艦設(shè)計(jì)師還血不能以控鞭制其他七妨個(gè)因素來(lái)河減少結(jié)構(gòu)驅(qū)的全壽命猛總花費(fèi)。糟文章進(jìn)一冤步拓展了稍作者最近魂的成果，窄對(duì)鋼結(jié)構(gòu)袖的全壽命娘總費(fèi)用優(yōu)逮化設(shè)計(jì)提濤出了一個(gè)遭四項(xiàng)準(zhǔn)則揚(yáng)的優(yōu)化模結(jié)型。這些蒸準(zhǔn)則是誠(chéng)（恥ⅰ臉）選擇最妙小截面面別積，額（陳ⅱ咽）選擇最皮輕的重量某，謊（隸ⅲ均）選擇最放少截面類(lèi)迷型，深（最ⅳ冶）選擇最千小截面總懷周長(zhǎng)。設(shè)全壽命總恰費(fèi)用計(jì)算酒公式土結(jié)構(gòu)的全齊壽命總費(fèi)目用計(jì)算公油式定義如閱下：(1)攪其中蟲(chóng)、狡、只、擊、件、紡、氏和筍分別是鋼搭結(jié)構(gòu)全壽研命總花費(fèi)叮的最初花陣費(fèi)、維護(hù)確費(fèi)、檢查首費(fèi)、維修弟費(fèi)、運(yùn)行爸費(fèi)、失效抱費(fèi)和拆除愚費(fèi)；蠅是利率；裁、各、隙、嫩、差和耽是花費(fèi)的邁時(shí)間榴；袖Σ貍表示在結(jié)煮構(gòu)的全壽釘命總花費(fèi)開(kāi)中，相同咱項(xiàng)目花費(fèi)折的總和。蠢方程摸式跌(1朗)練是以緒sing霉lep絕rese奉ntw撒orth統(tǒng)概念為基壤礎(chǔ)的。在懼方程掃式落(1凳)鹽右邊的花勇費(fèi)是一年麻中的實(shí)際肆花費(fèi)。因臂式早是運(yùn)用嶺年中的利鍵率豬把花費(fèi)折夏算成現(xiàn)值石的?？蘩嗜Q冒于實(shí)際利碗率和貨幣芬的貶值或尿通貨膨脹柱。利率不仇是固定的蔥，它在結(jié)亦構(gòu)的生命押期可能會(huì)雜發(fā)生變化本。高于通姜貨膨起脹壞2炒%閘或虛3組%垮的利息是急最合適的凝。不幸的唉是，在結(jié)值構(gòu)的全壽己命總花費(fèi)萬(wàn)優(yōu)化中所紫需要的實(shí)寨際花費(fèi)數(shù)燦據(jù)在文獻(xiàn)姓中是不存削在的。不頑充分的信宗息是以不喪充分的統(tǒng)勇計(jì)數(shù)據(jù)或慌假設(shè)為基決礎(chǔ)的。所服以，目前殘使用方程寸式升(誠(chéng)1犧)形優(yōu)化結(jié)構(gòu)召的全壽命紋總花費(fèi)是遺不可行的際，因?yàn)槿睄渖僦匾暮蛿?shù)據(jù)。墾Wils拆on嘉筍等人為了緞分析橋板代的全壽命來(lái)總費(fèi)用，濟(jì)研究了一舅個(gè)支撐系擋統(tǒng)。很少照有研究員誘對(duì)結(jié)構(gòu)的笛全壽命總能費(fèi)用優(yōu)化握研究提出館合理的模辦型。因?yàn)閾蠑?shù)據(jù)的缺拔少，模型憶的使用也太受到限制鈔。作者以煮形成全壽廈命周期設(shè)依計(jì)過(guò)程為過(guò)目標(biāo)，在慚模糊邏輯硬的基礎(chǔ)上懸提出了全直壽命總費(fèi)煌用優(yōu)化模敘型，但有吩許多數(shù)據(jù)剛是設(shè)計(jì)師店直接給出態(tài)的。本文篩中，將瞧該模型考般慮為計(jì)算葛結(jié)構(gòu)生命繁周期總費(fèi)斑用的代表捏性類(lèi)型，眠該模型以譽(yù)油漆的方膠式維護(hù)暴喚露在空氣段中的鋼結(jié)識(shí)構(gòu)，避免掌它被腐蝕獨(dú)。所以，揪文章僅考兄慮了兩種奮花費(fèi)項(xiàng)目陪：最初花騾費(fèi)和油漆課形式的維欲護(hù)費(fèi)。恭全壽命周用期優(yōu)化的聞多種準(zhǔn)則瀉根設(shè)據(jù)雄Sarm妙a垮和介Adel筍i偏的理論，融我們定義材了四個(gè)模團(tuán)糊量：結(jié)質(zhì)構(gòu)的材料來(lái)費(fèi)秋、結(jié)構(gòu)的設(shè)重量四、鎮(zhèn)一些不同遭的館截面類(lèi)型宜數(shù)鞋和所有部備分的生截面羨總周長(zhǎng)驚，它們是童在模糊離著散變量諸的條件下胸定義的。妨因?yàn)樽兞康欢x為喘模糊變量透，所以這嬸些被定義災(zāi)為模糊變呈量（在字膜母的上面役加上～符部號(hào)來(lái)表示錘）。撈四望-靠準(zhǔn)則優(yōu)化律模型的目漫標(biāo)是減少革、跳績(jī)、這和害這些量的墾大小在這爺四個(gè)模糊擠量中，標(biāo)、胳和QUOTE堂可以用模奏糊變量偶明確的表鹽示。田和管的表達(dá)式米已經(jīng)樹(shù)被遮Sarm竟a兄和就Adel對(duì)i釘計(jì)算出來(lái)啞了。下面淡是胞的表達(dá)式禾：慶睬竄輸(2)霸其中移是每個(gè)標(biāo)廉準(zhǔn)形狀的面周長(zhǎng)，所豪有構(gòu)件的淺周長(zhǎng)都必筋須符合最牛小周長(zhǎng)的理衡量標(biāo)準(zhǔn)許；居是構(gòu)件的熱總長(zhǎng)度，心它與變量敏有關(guān)，（誤是在連續(xù)四可變的模換糊旦G懶A廉優(yōu)化階段升，構(gòu)件第墊組剖面圖服的面積）閱；倉(cāng)是一組標(biāo)縫準(zhǔn)的形茄狀素,潤(rùn)這些標(biāo)準(zhǔn)醫(yī)形狀是為疫了使設(shè)計(jì)跑變量氏符合最小遍周長(zhǎng)的衡妨量標(biāo)準(zhǔn)；鴿回是原始部則分的類(lèi)型雁數(shù)（等于匪在優(yōu)化的房第一個(gè)連訊續(xù)變化階票段設(shè)計(jì)的公變量數(shù)）術(shù)。筍下面的近匹似方程用時(shí)于周邊寬佳凸緣的形畜狀：非犧(早3撤)悅其中降、撈和扣是第靜部分的鑄翼緣寬繁、厚和深喚度。李在多準(zhǔn)則屑模糊優(yōu)化仰模型中，泥為了每一渾個(gè)連續(xù)變尊量躲，護(hù)上的符街號(hào)～表示究它有四個(gè)糊模糊屬性妹，這四個(gè)濁模糊屬性耀與四個(gè)模川糊量是一旗致的。最鋒少花費(fèi)、獸最小重量冬和最少部顛分類(lèi)型數(shù)猜的隸屬函供數(shù)表達(dá)式悼在文儀獻(xiàn)擠[8陷]惕中可以找桐到。默表示第鼻個(gè)部分剖驚面圖的周傾長(zhǎng)，怠和擇表示依個(gè)部分中盼的最大周棚長(zhǎng)和最小栗周長(zhǎng)，為慶了最小的玉周長(zhǎng)準(zhǔn)則撿定義的線(xiàn)唱形隸屬函格數(shù)如下（聞圖節(jié)3崗）：季從(開(kāi)4)辮候選形狀俯的四個(gè)模誘糊量與前拐面提到的云四準(zhǔn)則是雄一致的，裝為了設(shè)計(jì)掘變量象把它們定籮義為啄、夾、舊和魄。為了尋內(nèi)找多準(zhǔn)則列優(yōu)化方案磁，我們使夢(mèng)用窯了必Bell柱ma濤n再和噴Zade徑h厚編緩的辜“春最德大恩-糖最找小擱”雕程序。用鎖模糊集的鞠形式得到能方案，戴被定義為嚇?biāo)膫€(gè)模糊糕集的交點(diǎn)火，如下：賄瘡(5)戒模糊集的奉交點(diǎn)等于胸四個(gè)模糊主集中的最礙小汪值呈:(6)漏其中賓,勉,吵和隊(duì)是項(xiàng)模糊隸屬孔函數(shù)的四瞞個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：婆盡量減少兩材料成本難，盡量減刪少體重，滅盡量減少梅一些區(qū)段丹類(lèi)型，并喜盡量減少絮總周長(zhǎng)部逮分。憂(yōu)在狗形狀選定鄙候選的最較佳節(jié)偷區(qū)段對(duì)應(yīng)暮的最大隸劫屬函數(shù)塌?；鹋萁?7泉)乞圖及3罵判霧最小的周秘長(zhǎng)準(zhǔn)則定泄義的線(xiàn)形內(nèi)隸屬函數(shù)芬這一步稱(chēng)讀為去模糊紫。通過(guò)文暫獻(xiàn)中的例然子，這一春概念得到凱了進(jìn)一步稀的解釋。雀因此，用錫最大最小錯(cuò)運(yùn)作模糊佳隸屬函數(shù)潤(rùn)[引方程式法(衡6晴)堤和告(通7)賢]胳，最好的缺商用離散潛形狀得到灑了所有設(shè)脾計(jì)變量。漫它已經(jīng)用緣數(shù)學(xué)方法聾被證明，艷這種解決痕辦法是凈Pare霉to瓜最優(yōu)。襯在獲得的赤交叉模糊狀集孔[沈方程式尾(彩4)軋]皺中，機(jī)假定所有床四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電是同樣重構(gòu)要鄭的恨,林然而，它液們其中的始一個(gè)可能即比其它的示更重要一烈些。在這娘種情況下戚，卷作為四準(zhǔn)縮則的凸組沖合，用全粒系數(shù)反映嚷它們之間侵的重要關(guān)貼系。在這催項(xiàng)工作中禁，四個(gè)全填系數(shù)亮、框型、橫和圓分別用于盾減少材料拜的花費(fèi)，包部分重量呼，部分類(lèi)猛型數(shù)和總掉周長(zhǎng)。全屈系數(shù)和它遺們對(duì)多準(zhǔn)突則花費(fèi)優(yōu)額化的影響圣成倒數(shù)關(guān)船系（增加悅準(zhǔn)則的重墾要性則全復(fù)系數(shù)會(huì)減眼?。?。被宵修正的一于組方程式浴如下：(8)旬全系數(shù)的宵總和等留于肆1劣：嚴(yán)(母9坑)實(shí)例私模糊多準(zhǔn)咱則全壽命掃周期優(yōu)化籌模型已在傻俄亥俄州挎超級(jí)計(jì)算狂機(jī)中心限的填SG隆I桐原搜始次200決0煤計(jì)算機(jī)上笑得到應(yīng)用幕，該計(jì)算平機(jī)采用的講是水C越語(yǔ)言計(jì)和繳IRI開(kāi)X擺操作系統(tǒng)釣。朵將全壽命價(jià)周期優(yōu)化露模型應(yīng)用附至穩(wěn)3醒6著層的不規(guī)穩(wěn)則鋼框架奉結(jié)構(gòu)中，旅如戒圖換4韻和較圖猛5輩所示。該押例的荷載阻和位移約煮束越在漁Sarm敏a芒和倆Adel懂i毅的相關(guān)文沃獻(xiàn)中曾提犁到，這里徐不在重復(fù)源。鋼框架羊結(jié)構(gòu)切的撓332嫁8菠個(gè)構(gòu)件被糞分成葡了述18駝6判個(gè)組，最賠初設(shè)計(jì)在柏文位獻(xiàn)通[8反]懷中有所描得述洋。謎Adel芳i裙和伏Par摔k嫌給出了這格一實(shí)例的賴(lài)最小鞭重葡量解。對(duì)旅于柱和軸忠向受荷構(gòu)每件，構(gòu)件種分成乳了挽5坦0財(cái)個(gè)等級(jí)：酬、借、協(xié)、骨和馬被使用，仿同樣的，厚對(duì)于梁，掏、陷、若、框、絲、飯、積、招和冠被使用，進(jìn)它們都是乞同一等級(jí)昨的鋼。設(shè)侵計(jì)常量采汪用彈性模努量美E=19魯8.91規(guī)GPa(跌2900泉0ksi塑)額,虹特定重確量強(qiáng)ρ晴=76.抽97KN粱/m勿3甲(躺490.醫(yī)0lb/坦ft宴3如)扯,永和屈服應(yīng)著力純F壺y嚇=344秀.75M花Pa(5薪0ksi危)錄。費(fèi)用數(shù)加據(jù)采捐用趨Nuco袖r壞的相關(guān)文薦獻(xiàn)。抽設(shè)計(jì)師根謊據(jù)相對(duì)重員要性確定片了四個(gè)隸唉屬函數(shù)的騾權(quán)系數(shù)值贈(zèng)。本文中錫，研究了殘以下五個(gè)絹方案：鳥(niǎo)方螺案習(xí)A權(quán)(貿(mào),午最少的材銅料費(fèi)設(shè)襖計(jì)墾)說(shuō)。化方玩案藝B票(核,惱最小的重脾量設(shè)賴(lài)計(jì)么)外。池方佩案抬C腰(尾,功最小的周祖長(zhǎng)設(shè)膝計(jì)倆)朗。涉方批案趨D甩(宵，最少的禿類(lèi)型數(shù)設(shè)畢計(jì)歐)黃。昂方幫案尺E晌(讀,石等于前面書(shū)提到的四么個(gè)準(zhǔn)沙則晶)咸。潤(rùn)圖鏟43旗6已層鋼框架殿結(jié)構(gòu)頃基雕于歌AS菜D也和禾LRF欠D蜂規(guī)范的基幸礎(chǔ)上，對(duì)步方曾案仍A-擁E鎮(zhèn)采用模糊披多準(zhǔn)則優(yōu)牙化模型進(jìn)蓄行求解得虹到優(yōu)化設(shè)溪計(jì)值，見(jiàn)漫表距1特和剛2吩。對(duì)兩個(gè)角表格的費(fèi)庸用值進(jìn)行員對(duì)比可知義，相以榴LRF風(fēng)D豪為基礎(chǔ)的娃花費(fèi)始終川比指以棗AS庸D瘋為基礎(chǔ)的般花費(fèi)少。嫁與最少材殖料費(fèi)設(shè)計(jì)午（方呈案前A堵）做比較蠶，使?fàn)钣螟fAS田D部計(jì)算的最詳小周長(zhǎng)設(shè)恨計(jì)（方鞭案新C覆）的材料輝費(fèi)比它拖多消5.2技%部（使壤用愉LRF蔑D栽計(jì)算的趨多獄5.9缺%鴨）。但是妹，方泥案陷C序中的類(lèi)型女總數(shù)從方解案湖A聾中單的盼5灘0炭被減少到欣了曠3摸8例（使峽用焦LRF拾D仰計(jì)算的鉛從睡5寇1注減少到蜓了部3蛛6?。?，結(jié)果章減少了制閱作、建造露、貯藏和檔處理材料烏的費(fèi)用。去圖汗53律6缸層鋼結(jié)構(gòu)孔空間骨架事的樓層方壁案切方雹案電E防以所有準(zhǔn)退則的形式械提出了一概個(gè)優(yōu)化方鄭案。然而惜，設(shè)計(jì)者辜通過(guò)使用斷不同的全但系數(shù)來(lái)影屬響全壽命國(guó)周期的優(yōu)繁化，窗他桌/盒她通過(guò)他你的危/英她的經(jīng)驗(yàn)晉，考慮到袋一般的經(jīng)任濟(jì)和當(dāng)?shù)氐碌那闆r而恥得到的全翅系數(shù)。為鵝了鋼結(jié)構(gòu)主的全壽命獅周期優(yōu)化掠，方法論賤為設(shè)計(jì)者之提供了一睜個(gè)理論方悅法來(lái)考慮吃最好的設(shè)小計(jì)方案。緣這個(gè)方法取和附加的狼有關(guān)結(jié)構(gòu)貨生命周艱期的設(shè)計(jì)良能夠得到宮擴(kuò)展搶。銅表脾1.3尺6頭層鋼骨架鉗基蔽于理AS蝴D糞規(guī)范的模診糊多準(zhǔn)則獻(xiàn)費(fèi)用優(yōu)化德模型的最批優(yōu)解襲研究類(lèi)型糧結(jié)構(gòu)的材撕料費(fèi)款結(jié)構(gòu)的重友量嫂總的類(lèi)型且數(shù)誦總周長(zhǎng)閘方形案式A矮$65越435限27辰155赴16.0純KN水(踩3488推.3ki竹ps)陸50凳111抱576宴8.6m旺(獵439唯278榨97.4撕in.)備方糾案違B廊$67體331去98述154壺10.1刃KN磨(自3464贈(zèng).5ki雕ps)瓣58鈔116劉098潮0.7m曉(倦457蒸079騙02.5序in.)欲方撤案允C鹽$