0 引言

当今，国内外高层建筑向着体型复杂、功能多样的综合性方向发展，采用带加强层的高层建筑结构也日益增多。开展对高层建筑结构体系中加强层数量及其最优位置设置的研究，并运用到其结构的初步设计中具有较大的实际意义。加强层一般处在高层建筑的某几个合理位置，比较常见的是利用设备层或避难层等空间设置刚度较大的水平伸臂桁架构件，外围四周再设置封闭的带状桁架，以加强核心筒和外框架柱的联系，并且增强结构的整体性，从而能有效控制结构的侧向变形。应用加强层的建筑如：上海锦江饭店设有2道、深圳地王大厦设有4道、上海环球金融中心设有7道等。

随着带加强层框筒结构在国内外的广泛应用，众多学者对此进行了大量的研究。最早是由BARBACKI提出用带伸臂体系水平加强层来提高结构抗推能力的概念[1]；20世纪80年代初，SMITH[2]提出了均匀加强层结构的近似分析方法；1983年，BOGGS与GASPARINI[3]分析了核心筒和外围框架柱截面沿高度线性变化的内力和位移以及加强层的合理位置；ER等[4]以结构顶点位移与筒体底部弯矩值为2目标函数，通过优化设计的方法对超高层建筑结构伸臂桁架层位置进行了研究。

在国内，朱杰江[5]等根据能量原理建立框架—核心筒—加强层的分段连续化模型，加入了普通楼层梁的影响，较真实的反应了此类结构的受力特性和顶点位移；余安东[6]以德国法兰克福博览会大厦为工程背景，提出侧向位移的简便计算方法，并推导出顶点侧移值的公式，找到加强层的最佳位置；袁兴隆等[7]根据加强层结构的简化模型，考虑了加强层的变形、荷载形式和结构抗侧刚度随高度的变化，运用变形协调条件，推导出伸臂对核心筒的附加力矩，求出顶点位移，最后通过极值原理得出加强层的最佳位置；赵昕等[8]以最大层间位移角为优化目标，提出一种简单有效的向量积算法，可以快速确定最优的伸臂桁架设置数目及位置，并以上海中心大厦为例，给出了该算法的应用方法及过程，并结合分析结果对带伸臂超高层结构的最优伸臂道数及位置的设置规律进行了分析；ZHOU等[9]以层间位移角为优化目标，针对工程上可能用到的伸臂桁架的跨距以及伸臂桁架内部斜杆刚度变化范围，用MATLAB编程进行参数化分析，得到在不同荷载模式下伸臂桁架的最优位置。

在高层建筑中，控制结构侧移是抗风、抗震设计的关键任务之一。在高层建筑的承载能力极限状态设计中，必须限制其侧移，防止其破坏严重率先发生倒塌；对于建筑的正常使用极限状态，也要控制其侧移在合理范围内，避免引起居住者的不舒适感。本文结合国内外学者的研究以及结构侧移控制的重要性，拟针对带钢桁架加强层的高层建筑结构，建立优化数学模型，以结构顶点位移为目标函数，考虑若干性能约束条件，运用单目标遗传算法优化程序来研究加强层在高层框架筒结构中设置的数量及位置。

1 简化理论模型

带加强层框筒结构体系的简化模型见图1所示[2]。其中核心筒为主要抗侧力构件，且与加强层及外围框架柱构成空间受力体系。

海瑞温斯顿今年迎来海洋Ocean腕表系列问世20周年，品牌傲然推出华美耀目的白18K金材质海洋Ocean系列20周年限量版双逆跳功能36毫米自动腕表，贺此盛事。

1.1 模型假设

基于SMITH[2]的研究成果，现以带2个加强层的高层结构为例给出简化模型，其约束弯矩方程如式（1）所示，式 1 中参数 S 与 S1见式（2）。

（2）外围框架柱中只考虑轴力；

横向垄断协议一贯是各国竞争法规制的核心制度之一，其会深度扰乱价格信号、扭曲市场规律并严重侵害消费者利益，较之纵向垄断协议有着更为突出的危害性。药品行业价格垄断协议大致涉及如下几种类型。

（3）伸臂桁架与核心筒刚接，与外围框架柱铰接；

研究的是探测器着陆小行星的运动过程，考虑两者之间的距离相较于地球的距离非常小，可近似为非线性相对运动，轨迹较为稳定输出。

（4）核心筒、柱截面在建筑全高均保持不变，伸臂桁架在整个结构中刚度相同；（5）核心筒只考虑弯曲变形，忽略剪切变形。

1.2 理论分析

（1）结构保持线弹性，不考虑P-△效应；

 

 

  

图1 带伸臂结构高层的简化模型

  

图2 结构变形图

其中，x1、x2是结构顶端至加强层位置的距离，见图1；M1、M2表示因设置加强层所产生的约束弯矩；设置加强层前后结构变形特点见图2；EI、（EI）0、（EA）c分别为核心筒的抗弯刚度、加强层中钢伸臂桁架的等效抗弯刚度、巨柱的抗拉压刚度，见图1；H为建筑物的总高度，w为作用在建筑物总高度上的风荷载，见图1。根据式(1)的原理，可以进一步推广得到带n个加强层高层结构的约束弯矩方程，如式3所示：

美国官员和一些科学家希望到21世纪20年代中期能形成一种有效的治疗方案，但临床试验的挫折加剧了人们的担忧。纽约市西奈山伊坎医学院阿尔茨海默病研究员塞缪尔·甘迪（Samuel Gandy）说：“我确信我们无法实现2025年的目标，看来我们的承诺要落空了。”对于把这么多钱仅仅集中于阿尔茨海默病的研究上，有些研究人员也表示出担心。加州诺瓦托市巴克老龄化研究所的生物学家朱蒂·坎皮西（Judy Campisi）想知道，是否应该多拿出一些资金来支持基础研究，对于这样有针对性的资助，生物医学界“怀有复杂的心情”。

 

 

同样，由已有的研究结果[2]可知，设置加强层对结构顶点侧向位移与筒底弯矩所产生的影响可由式（6）~（9）表示，分别为：顶点侧向位移最大减小值，式（6）；筒底弯矩最大减小值，式（7）；顶点侧向位移减小率，式（8）；筒底弯矩减小率，式（9）。

 

2 单目标优化模型

建立单目标优化模型主要分三步：

（1）设计变量

xi为结构顶端至加强层位置的距离；

 

 

（2）建立目标函数加强层设置位置应在结构高度范围之内，且有上下的顺序（见式（12））；

 

图5和图6分别给出了设置1～10道加强层且当加强层处于最优位置时，结构顶点水平位移和筒底弯矩数值大小。显然，顶点位移与筒底弯矩随着加强层数量的增加而减小。这一规律说明，在高层结构中设置加强层是减小结构侧向位移及降低筒底弯矩的有效途径之一。另外，随着加强层数量增加，外围柱分担的倾覆力矩增加，核心筒与外围柱的协同工作效应加强。由图7和图8可知，随着加强层的数量增多，结构顶点侧向位移减小率与筒底弯矩减小率也呈增大规律。然而，当加强层的数量大于4道，顶点侧向位移减小率的增量变化很小；当加强层的数量大于7道，筒底弯矩减小率的增量变化很小。这个规律说明，当设置的加强层的数量大于4道，对结构顶点侧向位移减小效果已基本消失，对筒底弯矩减小效果还有一定的空间；直到加强层的数量大于7道后，筒底弯矩减小效果也基本停止。

 

（4）优化算法

3)首先筛选出发展本地电源和与内陆联网中的技术和经济性最优的方案，综合供电可靠性、投资经济性和上网电价等方面综合比较得到远景的推荐方案。

（3）规定约束条件[10]

取ξi=xi/H，ξi为结构顶端至加强层位置的相对高度。

本研究中，取结构顶点最大位移限值为H/500（见式（11））；

3 工程案例

本文所使用的实际工程案例具体信息如下[12]：某高层建筑，采用框架—核心筒—钢桁架加强层体系；层高4m，共65层，结构总高度260m；结构平面尺寸为50.8m×43.4m，核心筒尺寸为24m×21m，剪力墙厚为800mm，框架柱的截面尺寸为2.35m×2.0m。平面布置如图 4所示，取B轴线所在位置平面结构为计算单元，见图4中矩形虚线框内部分。混凝土强度等级为 C100，钢桁架用钢为Q345。由水平风荷载计算得到作用在平面计算单元上的均布线荷载为w=50.8KN/m。

1)英语口语和专业英语有很大的缺陷，上课进行课堂交流有很大的语言障碍，据我们统计，70.55%的同学只是认识其中的英语单词和句子，但是专业翻译不会,40.34%的学生进行日常口语对话中发现，根本不会交流。这样大部分教师在进行上课时都在练习口语和专业翻译，这样我们的教学会把专业教授和英语练习产生错位。

程序结合MATLAB自带单目标遗传算法工具箱进行编制，程序流程图见图3[11]。

  

图3 程序流程图

  

图4 结构平面布置

4 优化结果分析

  

图5 1～10道最佳位置加强层顶点最大位移

  

图6 1～10道最佳位置加强层核心筒底部弯矩

  

图7 1～10道最佳位置加强层顶点水平位移减小率

  

图8 1～10道最佳位置加强层筒底弯矩减小率

  

图9 具有不同道数加强层的结构的相对刚度

为满足高层建筑底部经常需要开敞空间的需要，最下面一个加强层位置限制在3层以上 （见式（13））。

中国钾矿资源相当稀缺，探明资源储量仅占世界总储量的1.8%［11］，钾肥供应主要依赖国外进口。但国内现有的大量有机钾肥资源没有开发利用，资源浪费严重，因此，如何高效利用现有的大量有机钾资源，降低钾肥施用成本，减少钾肥进口量［12－15］，逐渐被提上日程。现阶段，关于有机肥料在甜玉米上的施用研究多关注于对其产量和品质的影响，而关于有机无机肥配合施用的最佳比例的研究鲜见报道，本研究通过有机无机钾肥不同配施比例对甜玉米产量、品质及土壤微生物的影响，以期阐明甜玉米有机无机钾肥施用的最佳配比，为有机钾肥资源在甜玉米种植中高效利用提供科学依据。

图9给出了设置1～10道最优位置加强层时结构的相对刚度。由图9规律可知，随着加强层的数量增多，结构的相对刚度呈增大趋势。再次说明，在高层结构中设置加强层是减小结构侧向位移及降低筒底弯矩的有效途径之一。

带n个加强层高层结构的顶点侧向位移与筒底弯矩为式（4）、（5）所示[2]：

在进行桥梁施工设计过程中，必须要保证混凝土强度达到规定的标准，并且满足张拉预应力钢束，其中在张拉过程中要控制好千斤顶加卸力的速度，对持荷时间实施有效的控制[2]。另外，张拉结束后，预应力依然增加，这就需要施工人员对此进行仔细的观察，避免对混凝土过快切割，同时仍然要控制张拉力，以此改进预应力钢束张拉工艺。

 

表1 带1至10道加强层框筒结构基于单目标遗传算法的优化结果

  

加强层道数 ξi Δ% M%1 0.453 87.2 54.8 2 0.311 0.680 95.1 70.9 3 0.242 0.530 0.773 97.4 78.5 4 0.200 0.442 0.642 0.823 98.3 82.8 5 0.173 0.380 0.553 0.711 0.857 98.8 85.6 6 0.153 0.334 0.488 0.626 0.7570.876 99.1 87.6 7 0.138 0.303 0.442 0.565 0.680 0.788 0.892 99.3 89.4 8 0.126 0.276 0.403 0.515 0.619 0.719 0.815 0.903 99.4 90.5 9 0.115 0.253 0.369 0.473 0.573 0.661 0.750 0.834 0.915 99.5 91.2 10 0.107 0.234 0.342 0.438 0.530 0.615 0.696 0.773 0.850 0.923 99.6 92.1

另外，表1给出设置1～10道加强层时，加强层的最优设置位置、最优设置相对位置、顶点侧向位移减小率及筒底弯矩减小率的数值。由表1可知，设置1道加强层时，其最佳位置在结构竖向位置118m（零点位置从结构顶端算起），相对高度为0.453，基本处于结构的中部；此时与未设置加强层的结构相比，顶点位移的减小率与筒底弯矩减小率分别达到87.2% 和54.8%。设置4道加强层时，其最佳位置分别为 52m、115m、167 m、214m，相对高度分别为 0.200、0.442、0.642、0.823；此时与未设置加强层的结构相比，顶点位移的减小率与筒底弯矩减小率分别达到98.3% 和82.8%。加强层设置数量由1道增加到4到时，顶点侧向位移的减小率与筒底弯矩减小率分别增加11.1%与28%。此规律又一次说明，在高层结构中设置加强层是增加结构整体刚度和降低结构侧向变形的有效途径之一。

5 结论

本文在已有带加强层框筒结构简化模型及某一高层结构案例的基础上，运用单目标遗传算法，以结构顶点位移为目标函数，对其进行优化设计，并得出以下结论：

（1）在高层结构中合理设置加强层是减小结构侧向位移及增加结构整体刚度的有效途径之一；

（2）自动优化程序可以高效、便捷地给出带加强层高层结构用于初步设计阶段的最优方案，具有较好的实用性；

（3）随着加强层设置数量的增加，结构顶点位移的减少率与筒底弯矩减小率二者的增量呈逐步降低趋势，该现象表明：通过一味增加加强层数来控制结构侧移与整体刚度并不可取。

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参考文献：

电子病历系统目前在临床大量使用，基本已经替代纸质手写病历。大部分电子病历系统提供了文本模板功能。文本模板在提供无纸化办公、避免重复劳动、节省时间方面有很大帮助，但也容易造成单纯粘贴复制出现病历千篇一律的弊端。与其禁止使用病历模板，不如做一套好的文本模板供进修医师使用。

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将传统实验与数字化实验结合，通过颜色显示，数据即时显示，增加了实验的可视性，能激发学生兴趣。利用图像处理实验数据，增进了对知识的理解，有利于培养学生的科学探究精神。

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专栏小编：由此看来，科技已成为推动快递物流发展的重要动能，而且主要集中在人工智能方面。所以说，科技创新是我们物流业在新的一年里最重要的内容。我们注意到，2018年12月5日，李克强总理主持召开国务院常务会议，决定再推广一批促进创新的改革举措，京津冀、上海、广东等8个区域对促进创新的改革举措开展了先行先试。现在物流业是个高科技聚集的行业，技术创新在这个行业应用较多，我想，在2019年物流业的创新会有更多的表现，尤其京津冀、上海、广东这些物流比较发达的地区，会给人们带来更多的惊喜。

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周泽赡霍地一下睁开了眼，门外小鸡叫声已没先前那么大了。周泽赡把被子掀开，猛地坐起，衣服也不穿就跑了出去。

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