鋼結(jié)構(gòu)的全壽命總費(fèi)用優(yōu)化計(jì)劃

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)用一種代表性類型，例如，為避免鋼結(jié)構(gòu)受到腐蝕，可通過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)過程為目標(biāo)，在這一設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)師通過引入加權(quán)系數(shù)來反映各種準(zhǔn)則的相對(duì)重要性，該模型已被一超過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，美國鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)在滿足容許應(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：（?。┳钌俚牟牧匣ㄙM(fèi)；（ⅱ）最輕的重量；（ⅲ）最少截面類型。這個(gè)計(jì)算模型從最小的、連續(xù)可變的全解開始計(jì)算，得到的初解作為結(jié)構(gòu)的優(yōu)化值，這樣的話，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，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)田梁、柱暴和支撐翁物等結(jié)處構(gòu)構(gòu)件物的材料固費(fèi)議制作費(fèi)封，包括易連接成熊分的材冠料費(fèi)憐運(yùn)輸費(fèi)簡(jiǎn)，包括主把半成慮品運(yùn)輸隆到制造腹房和把踏成品運(yùn)許輸?shù)浇ㄋ?chǎng)地邊的費(fèi)用許接受、賺處理和絞儲(chǔ)藏這請(qǐng)些半成叮品和成殘品的費(fèi)社用建造費(fèi)聾建筑場(chǎng)夫地上，綁工具和崗機(jī)器的存使用費(fèi)態(tài)場(chǎng)地平儀整費(fèi)，飯包括打忠地基的露費(fèi)用遷維護(hù)費(fèi)鋒，例如筑對(duì)暴露考的鋼結(jié)尖構(gòu)構(gòu)件唇油漆撞為了保訴護(hù)結(jié)構(gòu)胡中潛在浪的破壞世而花費(fèi)適的檢查常費(fèi)維修費(fèi)衛(wèi)結(jié)構(gòu)正濱常使用幻時(shí)的運(yùn)乖行費(fèi)，賞例如熱衡能和電薪能寧可能失智效費(fèi)，虜以可接伍受的失備效率為德基礎(chǔ)叨拆除和置拆毀費(fèi)龍圖版2識(shí)展示了腦不同的殿費(fèi)用項(xiàng)爪目和它根們之間附的關(guān)系溉，以及商它們對(duì)谷全壽命秋總費(fèi)用朵的影響征。我們紛研究了鑰11晌個(gè)主要琴因素，蝶這些因口素對(duì)影怖響結(jié)構(gòu)蛛的全壽掩命周期港具有重所要的意怪義。陰它們是舍：債為了結(jié)飲構(gòu)的最堂初建造下而花費(fèi)博的碾壓戴費(fèi)脾結(jié)構(gòu)中職構(gòu)件截業(yè)面類型膝結(jié)構(gòu)中洽，碾壓倆部分的擱重量哲結(jié)構(gòu)中趁，碾壓友部分的鄉(xiāng)周長(zhǎng)病連接處礎(chǔ)的數(shù)量腰建筑用煌地的地輝理位置蛛建筑的顛維護(hù)方筆案胞結(jié)構(gòu)的幣使用年究限利息濟(jì)結(jié)構(gòu)的惜使用彩結(jié)構(gòu)的驅(qū)重要性鋪圖令2繩岡棕全壽命桌總費(fèi)用顫所包括醒的項(xiàng)目銳及相互互關(guān)系逗這些因春素對(duì)不棋同花費(fèi)假項(xiàng)目的榆影響已跪經(jīng)在專圖健2喜中用直畫線表示德出來了拴。率上述及的行1構(gòu)1材個(gè)因素局之中，院因素貓（尾a鑼）～論（雄f仆）可以約減少項(xiàng)綿目幻1剛的花費(fèi)完。因素花（雜b基）還影律響項(xiàng)殿目唉7訪的花費(fèi)全。因素烘（孔d罵）可以漫減少項(xiàng)顯目火2歉的花費(fèi)架，例如紐，為了睡避免暴刻露的追鋼結(jié)構(gòu)益被腐蝕弄而花費(fèi)腰的油漆絨費(fèi)，基卻本上取膏決于被菠油漆部窗分構(gòu)件籃的周長(zhǎng)耍。因?yàn)樽谱鞯恼裥问讲粌€同，連喬接處的礙數(shù)量、送建造費(fèi)湯、連接鳳材料費(fèi)鋸和勞工班費(fèi)都不竄同，所置以因素勝（括e憂）影響類項(xiàng)篩目簽1狼的花費(fèi)刃。這個(gè)誼因素也車影響項(xiàng)狼目浙2拼～瓜4副的花費(fèi)跳，因?yàn)榧苓B接處雁往往是傘最脆弱中的地方分，所以傳必須定侵期檢查揪。此外面，對(duì)連溝接處刷演油漆常栽常是最都花時(shí)間避的，所濱以費(fèi)用屯要比結(jié)先構(gòu)的其叢他部分尿高。它因素塊（益f貞）影響閱項(xiàng)疑目鄰1薪～屬6經(jīng)的花費(fèi)弓。除了努影響最浴初花費(fèi)穩(wěn)，這個(gè)喂因素還晨影響油悉漆費(fèi)，印因?yàn)槭﹪?yán)工場(chǎng)地包可能接耀近海邊鄙或在工御業(yè)污染軌區(qū)，那化兒的腐蠟蝕性很筋高。地拾理位置互也會(huì)影掙響維護(hù)感費(fèi)和維虎修費(fèi)，軍因?yàn)橛谐执罅慷始夹g(shù)和撇不懂技?jí)判g(shù)勞動(dòng)鴉力的地把方要比朽勞動(dòng)力敢既少又爽貴的地今方花費(fèi)徒的勞工銜費(fèi)要少荒。結(jié)構(gòu)到的維護(hù)暢費(fèi)和維遭修費(fèi)在魂地形困脊難的地袖區(qū)常常庭是很貴面的。地邪理位置慢也影響頁結(jié)構(gòu)的翻運(yùn)行費(fèi)鉛，例如霧暖氣和孔空調(diào)費(fèi)五。此外剝，可能腹失效費(fèi)丑也取決族于地理隱位置。大例如，閑結(jié)構(gòu)的偷失效率嬌在地震巖多發(fā)區(qū)騎有明顯婆增長(zhǎng)。泰因素奪（筑g瞎）影響厭項(xiàng)濤目紫2歇～覽6堂的花費(fèi)槍。不健蜘全的維代護(hù)方案蔬經(jīng)常導(dǎo)挺致結(jié)構(gòu)糾的提前膠破壞。溜相反的羨，健全霞的維護(hù)跨方案也者可能導(dǎo)滑致費(fèi)用幕的增加恭。因素?cái)[（半h師）和杜（肥i姥）影響蹄所有的翅花費(fèi)項(xiàng)鈴目，除學(xué)了最初框花費(fèi)項(xiàng)心目堪1韻。下部掛分將對(duì)搖它進(jìn)行端進(jìn)一步轟的討論敘。因素惕（癥k原）影響禁項(xiàng)曲目餃2訓(xùn)～記6板的花費(fèi)些。對(duì)于國很重要辨的結(jié)構(gòu)袋，像核督電站，偏維護(hù)費(fèi)不和可能丘失效費(fèi)烤都很高毯，像這牌樣的結(jié)戒構(gòu)都是禾基于最給低失效捷率情況稅下進(jìn)行配設(shè)計(jì)的貍。蔑本文中陽，我們發(fā)僅考慮丈了前四放個(gè)因素彎，作為牙結(jié)構(gòu)設(shè)租計(jì)師還含不能以劇控制其腦他七個(gè)組因素來數(shù)減少結(jié)芬構(gòu)的全貪壽命總披花費(fèi)。愁文章進(jìn)活一步拓補(bǔ)展了作書者最近裝的成果社，對(duì)鋼趁結(jié)構(gòu)的柴全壽命選總費(fèi)用濫優(yōu)化設(shè)床計(jì)提出愁了一個(gè)爭(zhēng)四項(xiàng)準(zhǔn)以則的優(yōu)晌化模型組。這些松準(zhǔn)則是稠（棍ⅰ纏）選擇訊最小截剖面面積獸，機(jī)（源ⅱ浸）選擇堂最輕的旬重量，帽（桐ⅲ泥）選擇限最少截宮面類型啞，奧（軍ⅳ蛛）選擇行最小截條面總周盛長(zhǎng)。辱全壽命刮總費(fèi)用善計(jì)算公脅式仔結(jié)構(gòu)的狹全壽命吸總費(fèi)用漲計(jì)算公靈式定義隱如下：河(法1巡)連其中駁、申、悅、落、膊、宰、憑和素分別是哭鋼結(jié)構(gòu)界全壽命喊總花費(fèi)寄的最初貍花費(fèi)、皂維護(hù)費(fèi)嫁、檢查啊費(fèi)、維備修費(fèi)、支運(yùn)行費(fèi)渡、失效盒費(fèi)和拆罷除費(fèi)；億是利率膚；賭、章、顏、宵、振和蠅是花費(fèi)閘的時(shí)間典；弱Σ茄表示在足結(jié)構(gòu)的講全壽命掩總花費(fèi)尋中，相森同項(xiàng)目楚花費(fèi)的役總和。孟方程喪式肺(1旦)脖是以歷sin場(chǎng)gle凳pr算ese杏nt毒wor所th載概念為嘩基礎(chǔ)的鈔。在方信程綿式搏(1絕)悲右邊的膜花費(fèi)是蛙一年中殿的實(shí)際繁花費(fèi)。盈因式美是運(yùn)用棒年中的隨利率進(jìn)把花費(fèi)濕折算成憤現(xiàn)值的普?？劾嗜〉軟Q于實(shí)華際利率飄和貨幣來的貶值畢或通貨天膨脹。撈利率不艦是固定受的，它忍在結(jié)構(gòu)世的生命脅期可能瓜會(huì)發(fā)生村變化。陷高于通焰貨膨芽脹椒2暖%要或眨3糕%晝的利息評(píng)是最合果適的。丈不幸的漂是，在撿結(jié)構(gòu)的販全壽命爽總花費(fèi)陳優(yōu)化中當(dāng)所需要踏的實(shí)際?；ㄙM(fèi)數(shù)嚷?lián)谖难斧I(xiàn)中是明不存在喊的。不錫充分的暗信息是荷以不充筆分的統(tǒng)籮計(jì)數(shù)據(jù)握或假設(shè)辱為基礎(chǔ)兔的。所游以，目線前使用雪方程廊式依(營1蠅)究?jī)?yōu)化結(jié)伏構(gòu)的全閑壽命總暢花費(fèi)是納不可行午的，因開為缺少慈重要的吸數(shù)據(jù)。掉Wil扎son薄玉等人為開了分析匙橋板的障全壽命瓣總費(fèi)用暫，研究員了一個(gè)渡支撐系醉統(tǒng)。很愿少有研糊究員對(duì)挽結(jié)構(gòu)的母全壽命脂總費(fèi)用呢優(yōu)化研備究提出睜合理的提模型。冰因?yàn)閿?shù)疤據(jù)的缺涼少，模限型的使調(diào)用也受仍到限制井。作者挪以形成響全壽命掛周期設(shè)由計(jì)過程攪為目標(biāo)尚，在模傭糊邏輯粗的基礎(chǔ)墾上提出研了全壽既命總費(fèi)變用優(yōu)化令模型，掃但有許些多數(shù)據(jù)檢是設(shè)計(jì)肥師直接雨給出的圣。本文樓中，將蔑該模型山考慮為粘計(jì)算結(jié)現(xiàn)構(gòu)生命嚼周期總滅費(fèi)用的盞代表性縮類型，替該模型姿以油漆叛的方式鹽維護(hù)暴冊(cè)露在空干氣中的動(dòng)鋼結(jié)構(gòu)塵，避免撕它被腐扭蝕。所補(bǔ)以，文貝章僅考曾慮了兩適種花費(fèi)地項(xiàng)目：稈最初花桑費(fèi)和油昏漆形式蔥的維護(hù)柜費(fèi)。跟全壽命蔽周期優(yōu)遲化的多批種準(zhǔn)則鏈根暑據(jù)稍Sar蜘m斯a寧和漿Ade樸l有i筑的理論癥，我們監(jiān)定義了篩四個(gè)?？ê浚喊l(fā)結(jié)構(gòu)的伏材料費(fèi)椒、結(jié)構(gòu)黎的重量吊、響一些不睡同的咸截面類睜型差數(shù)霞和所有喝部分的描截面捧總周長(zhǎng)占，它們孩是在模蛙糊離散罵變量落的條件穴下定義班的。因基為變量被被定義雖為模糊落變量，服所以這蓄些被定宣義為模蘇糊變量濕（在字虛母的上哀面加上?！?hào)笑來表示布）。丘四牛-哄準(zhǔn)則優(yōu)同化模型掩的目標(biāo)綁是減少侍、咳虹、炕和姻這些量秋的大小竿在這四諒個(gè)模糊幟量中，益、喪和QUOTE邊可以用蕩模糊變菜量宇明確的男表示。循和駝的表達(dá)證式已經(jīng)偽被練Sar湖m忙a士和昏Ade國l多i色計(jì)算出淡來了。蔑下面是拼的表達(dá)循式新：綁兵扇溜(蕩2)皆其中筐是每個(gè)固標(biāo)準(zhǔn)形軟狀的周玉長(zhǎng)，所正有構(gòu)件控的周長(zhǎng)舒都必須偶符合最份小周長(zhǎng)責(zé)的衡量墳標(biāo)準(zhǔn)；忌是構(gòu)件花的總長(zhǎng)影度，它榆與變量私有關(guān)，欄（嶺是在連授續(xù)可變欄的模扒糊默G此A售優(yōu)化階同段，構(gòu)譯件第泛組剖面嘩圖的面獲積）；視是一組潤(rùn)標(biāo)準(zhǔn)的璃形鏟狀幻,五這些標(biāo)換準(zhǔn)形狀介是為了增使設(shè)計(jì)視變量霞符合最謝小周長(zhǎng)閉的衡量宏標(biāo)準(zhǔn)；拜損是原始胞部分的梯類型數(shù)儲(chǔ)（等于盯在優(yōu)化欣的第一冤個(gè)連續(xù)博變化階機(jī)段設(shè)計(jì)亦的變量剃數(shù)）。惰下面的竭近似方變程用于夕周邊寬罰凸緣的陵形狀：吩召(均3耐)責(zé)其中輪、填和呢是第凈部分的灑翼緣寬嬸、厚和喊深度。餅在多準(zhǔn)肉則模糊素優(yōu)化模嘩型中，況為了每全一個(gè)連饅續(xù)變量務(wù)，精上的符鐮號(hào)～表攪示它有炮四個(gè)模憶糊屬性狼，這四清個(gè)模糊料屬性與給四個(gè)模都糊量是夕一致的念。最少型花費(fèi)、唉最小重粥量和最顏少部分知類型數(shù)察的隸屬闊函數(shù)表弦達(dá)式在匯文柿獻(xiàn)違[8吩]耍中可以蹲找到。眠表示第伙個(gè)部分植剖面圖侍的周長(zhǎng)史，杠和晃表示寬個(gè)部分獻(xiàn)中的最私大周長(zhǎng)或和最小著周長(zhǎng)，泳為了最渡小的周古長(zhǎng)準(zhǔn)則圈定義的硬線形隸卸屬函數(shù)憶如下（張圖乳3發(fā)）：療鑄溉(周4)練候選形懇狀的四提個(gè)模糊播量與前笨面提到遣的四準(zhǔn)繼則是一真致的，鬧為了設(shè)形計(jì)變量核把它們艙定義為冊(cè)、手、村和評(píng)。為了壽尋找多說準(zhǔn)則優(yōu)月化方案付，我們營使用閘了簽Bel宰lma宴n香和下Zad閣e赤h畏編旗的演“毅最建大夸-剩最脈小投”貢程序。抖用模糊私集的形沸式得到例方案，頂被定義點(diǎn)為四個(gè)巾模糊集瓶的交點(diǎn)鈴，如下?lián)瘢核]誘(5餡)銷模糊集態(tài)的交點(diǎn)網(wǎng)等于四罷個(gè)模糊鑄集中的幻最小擇值溜:(6)縮其中駐,姐,材和遣是粉模糊隸黨屬函數(shù)室的四個(gè)篇標(biāo)準(zhǔn)：額盡量減址少材料新成本，梨盡量減葛少體重場(chǎng)，盡量謙減少一漿些區(qū)段軋類型，臉并盡量賢減少總雨周長(zhǎng)部勢(shì)分。犯在壺形狀選址定候選亡的最佳誰節(jié)旨區(qū)段對(duì)會(huì)應(yīng)的最第大隸屬薄函數(shù)珍。賴始搜朝(7療)句圖紀(jì)3淚茄乎最小的姥周長(zhǎng)準(zhǔn)瘦則定義分的線形瞇隸屬函獨(dú)數(shù)零這一步烘稱為去趕模糊。瞞通過文皆獻(xiàn)中的鑄例子，徐這一概眨念得到侵了進(jìn)一析步的解怒釋。因準(zhǔn)此，用寺最大最畫小運(yùn)作朝模糊隸猛屬函數(shù)建[莖方程式揭(料6踢)捆和幻(爬7)朗]帆，最好澡的商用夸離散形開狀得到都了所有途設(shè)計(jì)變密量。土它已經(jīng)抖用數(shù)學(xué)嘉方法被腦證明，側(cè)這種解蟻決辦法靠是姑Par財(cái)eto負(fù)最優(yōu)。腫在獲得鵝的交叉奧模糊集臉[均方程式囑(你4)享]溝中，畏假定所丑有四個(gè)轎標(biāo)準(zhǔn)是誓同樣重以要按的譯,遇然而，籮它們其煎中的一窗個(gè)可能團(tuán)比其它也的更重亂要一些雕。在這訪種情況首下，糊作為四沖準(zhǔn)則的超凸組合燃，用全懸系數(shù)反完映它們甚之間的悔重要關(guān)投系。在淚這項(xiàng)工晨作中，怪四個(gè)全短系數(shù)患、掩莊、獨(dú)和退分別用左于減少憂材料的陰花費(fèi)，圖部分重市量，部鹽分類型瑞數(shù)和總旅周長(zhǎng)。引全系數(shù)途和它們悟?qū)Χ鄿?zhǔn)錢則花費(fèi)折優(yōu)化的閣影響成塵倒數(shù)關(guān)區(qū)系（增冤加準(zhǔn)則騾的重要埋性則全跌系數(shù)會(huì)木減?。┰?。被修愁正的一尼組方程降式如下退：趁(莊8蠢)剝?nèi)禂?shù)廢的總和鍛等幅于霧1漂：種良(瓜9樂)錦實(shí)策寒巨例晴模糊多閉準(zhǔn)則全艘壽命周保期優(yōu)化呈模型已容在俄亥聞俄州超復(fù)級(jí)計(jì)算鼻機(jī)中心繁的機(jī)SG朗I吃原臟始?jí)|200伐0殘計(jì)算機(jī)純上得到川應(yīng)用，聚該計(jì)算侄機(jī)采用營的蘆是材C鼓語言淡和延IRI鎮(zhèn)X泄操作系值統(tǒng)。比將全壽渣命周期內(nèi)優(yōu)化模便型應(yīng)用逢至飼3廉6奪層的不貴規(guī)則鋼饅框架結(jié)階構(gòu)中，咸如耀圖綠4欄和富圖棚5左所示。騾該例的述荷載和蒸位移約鞏束刪在腰Sar勁m增a屯和蟻Ade執(zhí)l須i卸的相關(guān)燙文獻(xiàn)中哈曾提到痛，這里委不在重澤復(fù)。鋼香框架結(jié)是構(gòu)甲的褲332殊8卸個(gè)構(gòu)件婆被分成警了料18胃6倚個(gè)組，幸最初設(shè)側(cè)計(jì)在文吊獻(xiàn)陷[8充]里中有所旗描述炸。單Ade曠l煉i潛和鏟Par兩k鋼給出了艙這一實(shí)聲例的最鍬小屬重漆量解。秘對(duì)于柱仙和軸向渴受荷構(gòu)螺件，構(gòu)柿件財(cái)分成忙了卵5魚0送個(gè)等級(jí)庭：誕、飲、賓、坐和顏被使用梁，同樣豬的，對(duì)怕于梁，鬼、該、趙、咸、噸、咽、饅、茅和牙被使用碌，它們置都是同刪一等級(jí)狠的鋼。巧設(shè)計(jì)?？芰坎捎脩?yīng)彈性模顧量刺E=1意98.炕91G較Pa(液290國00k薪si)槐,選特定重個(gè)量濾ρ分=76希.97國KN/律m順3珍(撇490勒.0l廉b/f授t色3鋸)想,嫂和屈服瘦應(yīng)胳力巖F周y凡=34駕4.7爭(zhēng)5MP蛇a(5洽0ks擁i崗)花。費(fèi)用騙數(shù)據(jù)采怖用永Nuc板o嚇r隸的相關(guān)嶺文獻(xiàn)。徒設(shè)計(jì)師您根據(jù)相敢對(duì)重要眾性確定冤了四個(gè)補(bǔ)隸屬函意數(shù)的權(quán)扎系數(shù)值兆。本文萄中，研樣究了以茫下五個(gè)輛方案：柔方柿案夫A曾錢(飄,消最少的控材料費(fèi)乞設(shè)漠計(jì)亂)頌。簽方伐案儀B挎鼓(稍,表最小的癥重量設(shè)桃計(jì)瞧)區(qū)。填方撫案赴C宋坡(戰(zhàn),耗最小的箏周長(zhǎng)設(shè)債計(jì)徑)明。亞方練案雹D孟錯(cuò)(受，最少毯的類型徒數(shù)設(shè)重計(jì)疾)膽。室方和案背E濁冷(滾,典等于前腎面提到燙的四個(gè)駁準(zhǔn)牛則畢)存。成圖股43溉6本層鋼框翁架結(jié)構(gòu)抄基尤于縣AS割D只和蠟LRF許D價(jià)規(guī)范的告基礎(chǔ)上鐘，對(duì)方浴案敘A-用E篇采用模勢(shì)糊多準(zhǔn)掠則優(yōu)化幼模型進(jìn)尼行求解稈得到優(yōu)皺化設(shè)計(jì)粱值，見游表黎1典和鐘2早。對(duì)兩積個(gè)表格站的費(fèi)用賢值進(jìn)行蓄對(duì)比可故知，違以記LRF撿D環(huán)為基礎(chǔ)詞的花費(fèi)腰始終比拋以獅AS柿D動(dòng)為基礎(chǔ)密的花費(fèi)賺少。與往最少材正料費(fèi)設(shè)鍛計(jì)（方你案救A字）做比繡較，使挎用擺AS房D貴計(jì)算的景最小周炮長(zhǎng)設(shè)計(jì)幸（方存案孔C轎）的材爸料費(fèi)比紙它暮多劉5.2碑%停（使線用暢LRF寬D饒計(jì)算的嶺多壘5.9膝%惑）。但司是，方盛案購C沃中的類秒型總數(shù)神從方率案瓣A醉中含的升5拐0鮮被減少舉到膏了蹄3稀8釘（使葛用畏LRF呀D勞計(jì)算的胡從憂5袖1絨減少到削了虧3菊6劣），結(jié)趟果減少思了制作爭(zhēng)、建造頃、貯藏也和處理猛材料的待費(fèi)用。央圖誦53抱6蓮層鋼結(jié)鬧構(gòu)空間麥骨架的垂樓層方護(hù)案套方雄案心E京以所有處準(zhǔn)則的在形式提餐出了一紹個(gè)優(yōu)化涉方案。綠然而，斷設(shè)計(jì)者榆通過使訂用不同升的全系旋數(shù)來影掀響全壽渣命周期眼的優(yōu)化綱，行他甘/趟她通過扔他籃的蜂/期她的經(jīng)呢驗(yàn)，考恒慮到一唱般的經(jīng)份濟(jì)和當(dāng)徹地的情捧況而得俯到的全裹系數(shù)。孕為了鋼兼結(jié)構(gòu)的允全壽命勒周期優(yōu)薦化，方論法論為圓設(shè)計(jì)者摩提供了嬌一個(gè)理啊論方法咽來考慮些最好的餐設(shè)計(jì)方級(jí)案。這市個(gè)方法育和附加代的有關(guān)骨結(jié)構(gòu)生魂命周失期的設(shè)衫計(jì)能夠躍得到擴(kuò)型展母。項(xiàng)表煤1.鉛3濟(jì)6盾層鋼骨哄架基階于裙AS絞D黃規(guī)范的鼻模糊多坑準(zhǔn)則費(fèi)肌用優(yōu)化鴉模型的骨最優(yōu)解磁研究類哪型尚結(jié)構(gòu)的況材料費(fèi)爽結(jié)構(gòu)的框重量咳總的類夾型數(shù)群總周長(zhǎng)異方爭(zhēng)案警A芬$6勵(lì)543兔52攤7吹15派516洲.0K斤N亭(錯(cuò)348堵8.3津kip尚s)特50襯11償15村768唯.6m兵(株43辮927音89秘7.4魔in.憐)粘方責(zé)案我B采$6槽733伶19淹8釣15叉410罪.1K痕N匹(著346殘4.5島kip雪s)衡58郊11來60趣980抵.7m恭(鋼45替707群90辮2.5薄in.溉)柜方惡案冰C確$6額885海98券5他15