管網(wǎng)基本定理及其數(shù)學(xué)模型

1、管網(wǎng)基本定理及其數(shù)學(xué)模型管網(wǎng)基本定理及其數(shù)學(xué)模型摘要：本文討論水力模型的基本形式和管網(wǎng)中管件的定理，以及在水力分析中的應(yīng)用。作者提出了管網(wǎng)部件的概念，并給出管件的定義及其組合基本定理。文中指出根據(jù)基本定理的兩個(gè)重要參數(shù)管件的比例系數(shù)和管件的指數(shù)系數(shù)，可以確定管件任一斷面的冪函數(shù)數(shù)學(xué)模型，并給出模型的求法。文中也討論基本定理的應(yīng)用和管網(wǎng)水力學(xué)分析方法。關(guān)鍵詞：管網(wǎng) 水力學(xué) 模型 管件一、引言一般管網(wǎng)的管段水力計(jì)算沿用理論公式或經(jīng)驗(yàn)公式，在國(guó)外它們也稱為 darcy-weisbach 公式或 hazen-williams 公式。兩個(gè)公式是一致的，只是表達(dá)形式不同。上述公式是管網(wǎng)分析的基礎(chǔ)，無(wú)論樹狀

2、管網(wǎng)或環(huán)狀管網(wǎng)水力分析一般都是從管網(wǎng)中任一個(gè)節(jié)點(diǎn)開始，或從水源端開始逐段計(jì)算分析最后得到全部管網(wǎng)的水力參數(shù)。這種傳統(tǒng)計(jì)算方法只能得出管網(wǎng)的靜態(tài)參數(shù)，無(wú)法準(zhǔn)確給出管網(wǎng)在與水泵聯(lián)合工作的動(dòng)態(tài)情況，即給出整個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài)參數(shù)的變化情況。如、為水源節(jié)點(diǎn)，即根據(jù)、值選擇水泵，期望能使管網(wǎng)工作在選定的、值附近。現(xiàn)代管網(wǎng)分析，從精確輸水、節(jié)水、節(jié)能和高效利用能源考慮，特別是一些需要實(shí)時(shí)控制的系統(tǒng)，關(guān)注管網(wǎng)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)狀態(tài)，以及管網(wǎng)與水源聯(lián)合工作的狀態(tài)變化，已經(jīng)顯得十分必要了。本文作者于 1988 年發(fā)表了噴灌系統(tǒng)自適應(yīng)模擬方法，文中給出了樹狀管網(wǎng)的動(dòng)態(tài)模擬方法。隨著人們對(duì)節(jié)能、節(jié)水的需求越來(lái)越迫切，有必要對(duì)管網(wǎng)

3、分析的理論進(jìn)行全面的探討。本文在此提出解決復(fù)雜管網(wǎng)分析問(wèn)題所需的基本原理和方法。二、darcy-weisbach 和 hazen-williams 公式darcy-weisbach 公式：一般沿程阻力系數(shù)f=f(q), 即f是流量的函數(shù)，但在紊流的流態(tài)時(shí)，f與無(wú)關(guān)。hazen-williams 公式：這里如管網(wǎng)布置完成，管長(zhǎng)、管道采用的材料已確定，兩者經(jīng)變換可得到統(tǒng)一的形式，不妨將兩者的寫成統(tǒng)一的形式如下：（）式中：a, b為不等于零的待定實(shí)數(shù)。根據(jù) gbj85-85噴灌工程技術(shù)規(guī)范給出的水頭損失計(jì)算公式，容易得到：sub分別求解。與約束比較，取其較大者為。矩形截面梁的優(yōu)化設(shè)計(jì)同上述類推：（）

4、目標(biāo)函數(shù)以梁本體材料和模板的造價(jià)為目標(biāo)函數(shù)。（）約束條件最大正彎曲強(qiáng)度。梁兩端最大負(fù)彎曲強(qiáng)度。最大剪應(yīng)力強(qiáng)度。最小、最大配筋率。構(gòu)造要求鋼筋最小截面積。梁最小截面高度要求。（）優(yōu)化方法及步驟優(yōu)化方法及步驟與上述基本相同。矩形截面柱的優(yōu)化設(shè)計(jì)，優(yōu)化方法與上述基本相同（）目標(biāo)函數(shù)以柱本體材料和模板的造價(jià)為目標(biāo)函數(shù)。（）約束條件最大彎曲壓縮強(qiáng)度。）大偏心情況（即時(shí)）。）小偏心情況即時(shí)）。最大剪切強(qiáng)度。縱筋最小、最大配筋率。最小截面高度要求。構(gòu)造要求鋼筋最小截面積。（）優(yōu)化方法及步驟優(yōu)化方法及步驟與偏壓板條基本相同。論文出處(作者):三、優(yōu)化設(shè)計(jì)程序沉井結(jié)構(gòu)水泵房結(jié)構(gòu)的總體布置一般都受工藝流程和施工要

5、求控制。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是在滿足工藝要求和施工要求的條件下，布置合理的結(jié)構(gòu)形式，并依此設(shè)計(jì)出各構(gòu)件的尺寸。然而，板的跨度及梁柱的寬度往往也根據(jù)工藝或施工要求而定。由此可見，結(jié)構(gòu)優(yōu)化的主要任務(wù)是對(duì)板厚和梁、柱截面高度作優(yōu)化。優(yōu)化程序依據(jù)前面思路：將凍結(jié)內(nèi)力法與法結(jié)合起來(lái)，對(duì)沉井結(jié)構(gòu)水泵房進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。具體步驟如下：給定結(jié)構(gòu)的幾何尺寸、荷載、材料性質(zhì)參數(shù)；擬定各板厚度、梁截面高度、柱截面高度的初始值；根據(jù)初擬定的結(jié)構(gòu)幾何尺寸對(duì)結(jié)構(gòu)在各種工況下進(jìn)行內(nèi)力分析，求出各荷載工況下所產(chǎn)生的內(nèi)力，從中選取各構(gòu)件中最不利的內(nèi)力作為下一步優(yōu)化計(jì)算的內(nèi)力。用法對(duì)每一純彎板條、偏壓板條、梁、柱構(gòu)件進(jìn)行優(yōu)化，求得各構(gòu)件的最優(yōu)截

6、面高度 及相應(yīng)的鋼筋面積。計(jì)算每一個(gè)結(jié)構(gòu)的目標(biāo)函數(shù)。這一步驟中，認(rèn)為各構(gòu)件的內(nèi)力不變，即凍結(jié)上一次結(jié)構(gòu)分析所得的各構(gòu)件內(nèi)力。進(jìn)行內(nèi)力重分析用各構(gòu)件的作為新的進(jìn)行內(nèi)力重分析。將重分析的內(nèi)力凍結(jié)轉(zhuǎn)入第二步。檢查前后兩次迭代結(jié)果是否充分接近，若滿足要求則結(jié)束計(jì)算，優(yōu)化任務(wù)完成。論文出處(作者):分別求解。與約束比較，取其較大者為。矩形截面梁的優(yōu)化設(shè)計(jì)同上述類推：（）目標(biāo)函數(shù)以梁本體材料和模板的造價(jià)為目標(biāo)函數(shù)。（）約束條件最大正彎曲強(qiáng)度。梁兩端最大負(fù)彎曲強(qiáng)度。最大剪應(yīng)力強(qiáng)度。最小、最大配筋率。構(gòu)造要求鋼筋最小截面積。梁最小截面高度要求。（）優(yōu)化方法及步驟優(yōu)化方法及步驟與上述基本相同。矩形截面柱的優(yōu)化設(shè)

7、計(jì)，優(yōu)化方法與上述基本相同（）目標(biāo)函數(shù)以柱本體材料和模板的造價(jià)為目標(biāo)函數(shù)。（）約束條件最大彎曲壓縮強(qiáng)度。）大偏心情況（即時(shí)）。）小偏心情況即時(shí)）。最大剪切強(qiáng)度?？v筋最小、最大配筋率。最小截面高度要求。構(gòu)造要求鋼筋最小截面積。（）優(yōu)化方法及步驟優(yōu)化方法及步驟與偏壓板條基本相同。論文出處(作者):三、優(yōu)化設(shè)計(jì)程序沉井結(jié)構(gòu)水泵房結(jié)構(gòu)的總體布置一般都受工藝流程和施工要求控制。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是在滿足工藝要求和施工要求的條件下，布置合理的結(jié)構(gòu)形式，并依此設(shè)計(jì)出各構(gòu)件的尺寸。然而，板的跨度及梁柱的寬度往往也根據(jù)工藝或施工要求而定。由此可見，結(jié)構(gòu)優(yōu)化的主要任務(wù)是對(duì)板厚和梁、柱截面高度作優(yōu)化。優(yōu)化程序依據(jù)前面思路：將

8、凍結(jié)內(nèi)力法與法結(jié)合起來(lái)，對(duì)沉井結(jié)構(gòu)水泵房進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。具體步驟如下：給定結(jié)構(gòu)的幾何尺寸、荷載、材料性質(zhì)參數(shù)；擬定各板厚度、梁截面高度、柱截面高度的初始值；根據(jù)初擬定的結(jié)構(gòu)幾何尺寸對(duì)結(jié)構(gòu)在各種工況下進(jìn)行內(nèi)力分析，求出各荷載工況下所產(chǎn)生的內(nèi)力，從中選取各構(gòu)件中最不利的內(nèi)力作為下一步優(yōu)化計(jì)算的內(nèi)力。用法對(duì)每一純彎板條、偏壓板條、梁、柱構(gòu)件進(jìn)行優(yōu)化，求得各構(gòu)件的最優(yōu)截面高度 及相應(yīng)的鋼筋面積。計(jì)算每一個(gè)結(jié)構(gòu)的目標(biāo)函數(shù)。這一步驟中，認(rèn)為各構(gòu)件的內(nèi)力不變，即凍結(jié)上一次結(jié)構(gòu)分析所得的各構(gòu)件內(nèi)力。進(jìn)行內(nèi)力重分析用各構(gòu)件的作為新的進(jìn)行內(nèi)力重分析。將重分析的內(nèi)力凍結(jié)轉(zhuǎn)入第二步。檢查前后兩次迭代結(jié)果是否充分接近，若

9、滿足要求則結(jié)束計(jì)算，優(yōu)化任務(wù)完成。論文出處(作者):分別求解。與約束比較，取其較大者為。矩形截面梁的優(yōu)化設(shè)計(jì)同上述類推：（）目標(biāo)函數(shù)以梁本體材料和模板的造價(jià)為目標(biāo)函數(shù)。（）約束條件最大正彎曲強(qiáng)度。梁兩端最大負(fù)彎曲強(qiáng)度。最大剪應(yīng)力強(qiáng)度。最小、最大配筋率。構(gòu)造要求鋼筋最小截面積。梁最小截面高度要求。（）優(yōu)化方法及步驟優(yōu)化方法及步驟與上述基本相同。矩形截面柱的優(yōu)化設(shè)計(jì)，優(yōu)化方法與上述基本相同（）目標(biāo)函數(shù)以柱本體材料和模板的造價(jià)為目標(biāo)函數(shù)。（）約束條件最大彎曲壓縮強(qiáng)度。）大偏心情況（即時(shí)）。）小偏心情況即時(shí)）。最大剪切強(qiáng)度?？v筋最小、最大配筋率。最小截面高度要求。構(gòu)造要求鋼筋最小截面積。（）優(yōu)化方法及

10、步驟優(yōu)化方法及步驟與偏壓板條基本相同。論文出處(作者):三、優(yōu)化設(shè)計(jì)程序沉井結(jié)構(gòu)水泵房結(jié)構(gòu)的總體布置一般都受工藝流程和施工要求控制。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是在滿足工藝要求和施工要求的條件下，布置合理的結(jié)構(gòu)形式，并依此設(shè)計(jì)出各構(gòu)件的尺寸。然而，板的跨度及梁柱的寬度往往也根據(jù)工藝或施工要求而定。由此可見，結(jié)構(gòu)優(yōu)化的主要任務(wù)是對(duì)板厚和梁、柱截面高度作優(yōu)化。優(yōu)化程序依據(jù)前面思路：將凍結(jié)內(nèi)力法與法結(jié)合起來(lái)，對(duì)沉井結(jié)構(gòu)水泵房進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。具體步驟如下：給定結(jié)構(gòu)的幾何尺寸、荷載、材料性質(zhì)參數(shù)；擬定各板厚度、梁截面高度、柱截面高度的初始值；根據(jù)初擬定的結(jié)構(gòu)幾何尺寸對(duì)結(jié)構(gòu)在各種工況下進(jìn)行內(nèi)力分析，求出各荷載工況下所產(chǎn)生的內(nèi)力

11、，從中選取各構(gòu)件中最不利的內(nèi)力作為下一步優(yōu)化計(jì)算的內(nèi)力。用法對(duì)每一純彎板條、偏壓板條、梁、柱構(gòu)件進(jìn)行優(yōu)化，求得各構(gòu)件的最優(yōu)截面高度 及相應(yīng)的鋼筋面積。計(jì)算每一個(gè)結(jié)構(gòu)的目標(biāo)函數(shù)。這一步驟中，認(rèn)為各構(gòu)件的內(nèi)力不變，即凍結(jié)上一次結(jié)構(gòu)分析所得的各構(gòu)件內(nèi)力。進(jìn)行內(nèi)力重分析用各構(gòu)件的作為新的進(jìn)行內(nèi)力重分析。將重分析的內(nèi)力凍結(jié)轉(zhuǎn)入第二步。檢查前后兩次迭代結(jié)果是否充分接近，若滿足要求則結(jié)束計(jì)算，優(yōu)化任務(wù)完成。論文出處(作者):分別求解。與約束比較，取其較大者為。矩形截面梁的優(yōu)化設(shè)計(jì)同上述類推：（）目標(biāo)函數(shù)以梁本體材料和模板的造價(jià)為目標(biāo)函數(shù)。（）約束條件最大正彎曲強(qiáng)度。梁兩端最大負(fù)彎曲強(qiáng)度。最大剪應(yīng)力強(qiáng)度。最小

12、、最大配筋率。構(gòu)造要求鋼筋最小截面積。梁最小截面高度要求。（）優(yōu)化方法及步驟優(yōu)化方法及步驟與上述基本相同。矩形截面柱的優(yōu)化設(shè)計(jì)，優(yōu)化方法與上述基本相同（）目標(biāo)函數(shù)以柱本體材料和模板的造價(jià)為目標(biāo)函數(shù)。（）約束條件最大彎曲壓縮強(qiáng)度。）大偏心情況（即時(shí)）。）小偏心情況即時(shí)）。最大剪切強(qiáng)度?？v筋最小、最大配筋率。最小截面高度要求。構(gòu)造要求鋼筋最小截面積。（）優(yōu)化方法及步驟優(yōu)化方法及步驟與偏壓板條基本相同。論文出處(作者):三、優(yōu)化設(shè)計(jì)程序沉井結(jié)構(gòu)水泵房結(jié)構(gòu)的總體布置一般都受工藝流程和施工要求控制。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是在滿足工藝要求和施工要求的條件下，布置合理的結(jié)構(gòu)形式，并依此設(shè)計(jì)出各構(gòu)件的尺寸。然而，板的跨度及

13、梁柱的寬度往往也根據(jù)工藝或施工要求而定。由此可見，結(jié)構(gòu)優(yōu)化的主要任務(wù)是對(duì)板厚和梁、柱截面高度作優(yōu)化。優(yōu)化程序依據(jù)前面思路：將凍結(jié)內(nèi)力法與法結(jié)合起來(lái)，對(duì)沉井結(jié)構(gòu)水泵房進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。具體步驟如下：給定結(jié)構(gòu)的幾何尺寸、荷載、材料性質(zhì)參數(shù)；擬定各板厚度、梁截面高度、柱截面高度的初始值；根據(jù)初擬定的結(jié)構(gòu)幾何尺寸對(duì)結(jié)構(gòu)在各種工況下進(jìn)行內(nèi)力分析，求出各荷載工況下所產(chǎn)生的內(nèi)力，從中選取各構(gòu)件中最不利的內(nèi)力作為下一步優(yōu)化計(jì)算的內(nèi)力。用法對(duì)每一純彎板條、偏壓板條、梁、柱構(gòu)件進(jìn)行優(yōu)化，求得各構(gòu)件的最優(yōu)截面高度 及相應(yīng)的鋼筋面積。計(jì)算每一個(gè)結(jié)構(gòu)的目標(biāo)函數(shù)。這一步驟中，認(rèn)為各構(gòu)件的內(nèi)力不變，即凍結(jié)上一次結(jié)構(gòu)分析所得的各

14、構(gòu)件內(nèi)力。進(jìn)行內(nèi)力重分析用各構(gòu)件的作為新的進(jìn)行內(nèi)力重分析。將重分析的內(nèi)力凍結(jié)轉(zhuǎn)入第二步。檢查前后兩次迭代結(jié)果是否充分接近，若滿足要求則結(jié)束計(jì)算，優(yōu)化任務(wù)完成。論文出處(作者):分別求解。與約束比較，取其較大者為。矩形截面梁的優(yōu)化設(shè)計(jì)同上述類推：（）目標(biāo)函數(shù)以梁本體材料和模板的造價(jià)為目標(biāo)函數(shù)。（）約束條件最大正彎曲強(qiáng)度。梁兩端最大負(fù)彎曲強(qiáng)度。最大剪應(yīng)力強(qiáng)度。最小、最大配筋率。構(gòu)造要求鋼筋最小截面積。梁最小截面高度要求。（）優(yōu)化方法及步驟優(yōu)化方法及步驟與上述基本相同。矩形截面柱的優(yōu)化設(shè)計(jì)，優(yōu)化方法與上述基本相同（）目標(biāo)函數(shù)以柱本體材料和模板的造價(jià)為目標(biāo)函數(shù)。（）約束條件最大彎曲壓縮強(qiáng)度。）大偏心情

15、況（即時(shí)）。）小偏心情況即時(shí)）。最大剪切強(qiáng)度?？v筋最小、最大配筋率。最小截面高度要求。構(gòu)造要求鋼筋最小截面積。（）優(yōu)化方法及步驟優(yōu)化方法及步驟與偏壓板條基本相同。論文出處(作者):三、優(yōu)化設(shè)計(jì)程序沉井結(jié)構(gòu)水泵房結(jié)構(gòu)的總體布置一般都受工藝流程和施工要求控制。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是在滿足工藝要求和施工要求的條件下，布置合理的結(jié)構(gòu)形式，并依此設(shè)計(jì)出各構(gòu)件的尺寸。然而，板的跨度及梁柱的寬度往往也根據(jù)工藝或施工要求而定。由此可見，結(jié)構(gòu)優(yōu)化的主要任務(wù)是對(duì)板厚和梁、柱截面高度作優(yōu)化。優(yōu)化程序依據(jù)前面思路：將凍結(jié)內(nèi)力法與法結(jié)合起來(lái)，對(duì)沉井結(jié)構(gòu)水泵房進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。具體步驟如下：給定結(jié)構(gòu)的幾何尺寸、荷載、材料性質(zhì)參數(shù)；擬定各

16、板厚度、梁截面高度、柱截面高度的初始值；根據(jù)初擬定的結(jié)構(gòu)幾何尺寸對(duì)結(jié)構(gòu)在各種工況下進(jìn)行內(nèi)力分析，求出各荷載工況下所產(chǎn)生的內(nèi)力，從中選取各構(gòu)件中最不利的內(nèi)力作為下一步優(yōu)化計(jì)算的內(nèi)力。用法對(duì)每一純彎板條、偏壓板條、梁、柱構(gòu)件進(jìn)行優(yōu)化，求得各構(gòu)件的最優(yōu)截面高度 及相應(yīng)的鋼筋面積。計(jì)算每一個(gè)結(jié)構(gòu)的目標(biāo)函數(shù)。這一步驟中，認(rèn)為各構(gòu)件的內(nèi)力不變，即凍結(jié)上一次結(jié)構(gòu)分析所得的各構(gòu)件內(nèi)力。進(jìn)行內(nèi)力重分析用各構(gòu)件的作為新的進(jìn)行內(nèi)力重分析。將重分析的內(nèi)力凍結(jié)轉(zhuǎn)入第二步。檢查前后兩次迭代結(jié)果是否充分接近，若滿足要求則結(jié)束計(jì)算，優(yōu)化任務(wù)完成。論文出處(作者):分別求解。與約束比較，取其較大者為。矩形截面梁的優(yōu)化設(shè)計(jì)同上述

17、類推：（）目標(biāo)函數(shù)以梁本體材料和模板的造價(jià)為目標(biāo)函數(shù)。（）約束條件最大正彎曲強(qiáng)度。梁兩端最大負(fù)彎曲強(qiáng)度。最大剪應(yīng)力強(qiáng)度。最小、最大配筋率。構(gòu)造要求鋼筋最小截面積。梁最小截面高度要求。（）優(yōu)化方法及步驟優(yōu)化方法及步驟與上述基本相同。矩形截面柱的優(yōu)化設(shè)計(jì)，優(yōu)化方法與上述基本相同（）目標(biāo)函數(shù)以柱本體材料和模板的造價(jià)為目標(biāo)函數(shù)。（）約束條件最大彎曲壓縮強(qiáng)度。）大偏心情況（即時(shí)）。）小偏心情況即時(shí)）。最大剪切強(qiáng)度?？v筋最小、最大配筋率。最小截面高度要求。構(gòu)造要求鋼筋最小截面積。（）優(yōu)化方法及步驟優(yōu)化方法及步驟與偏壓板條基本相同。論文出處(作者):三、優(yōu)化設(shè)計(jì)程序沉井結(jié)構(gòu)水泵房結(jié)構(gòu)的總體布置一般都受工藝流

18、程和施工要求控制。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是在滿足工藝要求和施工要求的條件下，布置合理的結(jié)構(gòu)形式，并依此設(shè)計(jì)出各構(gòu)件的尺寸。然而，板的跨度及梁柱的寬度往往也根據(jù)工藝或施工要求而定。由此可見，結(jié)構(gòu)優(yōu)化的主要任務(wù)是對(duì)板厚和梁、柱截面高度作優(yōu)化。優(yōu)化程序依據(jù)前面思路：將凍結(jié)內(nèi)力法與法結(jié)合起來(lái)，對(duì)沉井結(jié)構(gòu)水泵房進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。具體步驟如下：給定結(jié)構(gòu)的幾何尺寸、荷載、材料性質(zhì)參數(shù)；擬定各板厚度、梁截面高度、柱截面高度的初始值；根據(jù)初擬定的結(jié)構(gòu)幾何尺寸對(duì)結(jié)構(gòu)在各種工況下進(jìn)行內(nèi)力分析，求出各荷載工況下所產(chǎn)生的內(nèi)力，從中選取各構(gòu)件中最不利的內(nèi)力作為下一步優(yōu)化計(jì)算的內(nèi)力。用法對(duì)每一純彎板條、偏壓板條、梁、柱構(gòu)件進(jìn)行優(yōu)化，求得各構(gòu)

19、件的最優(yōu)截面高度 及相應(yīng)的鋼筋面積。計(jì)算每一個(gè)結(jié)構(gòu)的目標(biāo)函數(shù)。這一步驟中，認(rèn)為各構(gòu)件的內(nèi)力不變，即凍結(jié)上一次結(jié)構(gòu)分析所得的各構(gòu)件內(nèi)力。進(jìn)行內(nèi)力重分析用各構(gòu)件的作為新的進(jìn)行內(nèi)力重分析。將重分析的內(nèi)力凍結(jié)轉(zhuǎn)入第二步。檢查前后兩次迭代結(jié)果是否充分接近，若滿足要求則結(jié)束計(jì)算，優(yōu)化任務(wù)完成。論文出處(作者):分別求解。與約束比較，取其較大者為。矩形截面梁的優(yōu)化設(shè)計(jì)同上述類推：（）目標(biāo)函數(shù)以梁本體材料和模板的造價(jià)為目標(biāo)函數(shù)。（）約束條件最大正彎曲強(qiáng)度。梁兩端最大負(fù)彎曲強(qiáng)度。最大剪應(yīng)力強(qiáng)度。最小、最大配筋率。構(gòu)造要求鋼筋最小截面積。梁最小截面高度要求。（）優(yōu)化方法及步驟優(yōu)化方法及步驟與上述基本相同。矩形截面

20、柱的優(yōu)化設(shè)計(jì)，優(yōu)化方法與上述基本相同（）目標(biāo)函數(shù)以柱本體材料和模板的造價(jià)為目標(biāo)函數(shù)。（）約束條件最大彎曲壓縮強(qiáng)度。）大偏心情況（即時(shí)）。）小偏心情況即時(shí)）。最大剪切強(qiáng)度?？v筋最小、最大配筋率。最小截面高度要求。構(gòu)造要求鋼筋最小截面積。（）優(yōu)化方法及步驟優(yōu)化方法及步驟與偏壓板條基本相同。論文出處(作者):三、優(yōu)化設(shè)計(jì)程序沉井結(jié)構(gòu)水泵房結(jié)構(gòu)的總體布置一般都受工藝流程和施工要求控制。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是在滿足工藝要求和施工要求的條件下，布置合理的結(jié)構(gòu)形式，并依此設(shè)計(jì)出各構(gòu)件的尺寸。然而，板的跨度及梁柱的寬度往往也根據(jù)工藝或施工要求而定。由此可見，結(jié)構(gòu)優(yōu)化的主要任務(wù)是對(duì)板厚和梁、柱截面高度作優(yōu)化。優(yōu)化程序依據(jù)前

21、面思路：將凍結(jié)內(nèi)力法與法結(jié)合起來(lái)，對(duì)沉井結(jié)構(gòu)水泵房進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。具體步驟如下：給定結(jié)構(gòu)的幾何尺寸、荷載、材料性質(zhì)參數(shù)；擬定各板厚度、梁截面高度、柱截面高度的初始值；根據(jù)初擬定的結(jié)構(gòu)幾何尺寸對(duì)結(jié)構(gòu)在各種工況下進(jìn)行內(nèi)力分析，求出各荷載工況下所產(chǎn)生的內(nèi)力，從中選取各構(gòu)件中最不利的內(nèi)力作為下一步優(yōu)化計(jì)算的內(nèi)力。用法對(duì)每一純彎板條、偏壓板條、梁、柱構(gòu)件進(jìn)行優(yōu)化，求得各構(gòu)件的最優(yōu)截面高度 及相應(yīng)的鋼筋面積。計(jì)算每一個(gè)結(jié)構(gòu)的目標(biāo)函數(shù)。這一步驟中，認(rèn)為各構(gòu)件的內(nèi)力不變，即凍結(jié)上一次結(jié)構(gòu)分析所得的各構(gòu)件內(nèi)力。進(jìn)行內(nèi)力重分析用各構(gòu)件的作為新的進(jìn)行內(nèi)力重分析。將重分析的內(nèi)力凍結(jié)轉(zhuǎn)入第二步。檢查前后兩次迭代結(jié)果是否充

22、分接近，若滿足要求則結(jié)束計(jì)算，優(yōu)化任務(wù)完成。論文出處(作者):分別求解。與約束比較，取其較大者為。矩形截面梁的優(yōu)化設(shè)計(jì)同上述類推：（）目標(biāo)函數(shù)以梁本體材料和模板的造價(jià)為目標(biāo)函數(shù)。（）約束條件最大正彎曲強(qiáng)度。梁兩端最大負(fù)彎曲強(qiáng)度。最大剪應(yīng)力強(qiáng)度。最小、最大配筋率。構(gòu)造要求鋼筋最小截面積。梁最小截面高度要求。（）優(yōu)化方法及步驟優(yōu)化方法及步驟與上述基本相同。矩形截面柱的優(yōu)化設(shè)計(jì)，優(yōu)化方法與上述基本相同（）目標(biāo)函數(shù)以柱本體材料和模板的造價(jià)為目標(biāo)函數(shù)。（）約束條件最大彎曲壓縮強(qiáng)度。）大偏心情況（即時(shí)）。）小偏心情況即時(shí)）。最大剪切強(qiáng)度?？v筋最小、最大配筋率。最小截面高度要求。構(gòu)造要求鋼筋最小截面積。（）

23、優(yōu)化方法及步驟優(yōu)化方法及步驟與偏壓板條基本相同。論文出處(作者):三、優(yōu)化設(shè)計(jì)程序沉井結(jié)構(gòu)水泵房結(jié)構(gòu)的總體布置一般都受工藝流程和施工要求控制。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是在滿足工藝要求和施工要求的條件下，布置合理的結(jié)構(gòu)形式，并依此設(shè)計(jì)出各構(gòu)件的尺寸。然而，板的跨度及梁柱的寬度往往也根據(jù)工藝或施工要求而定。由此可見，結(jié)構(gòu)優(yōu)化的主要任務(wù)是對(duì)板厚和梁、柱截面高度作優(yōu)化。優(yōu)化程序依據(jù)前面思路：將凍結(jié)內(nèi)力法與法結(jié)合起來(lái)，對(duì)沉井結(jié)構(gòu)水泵房進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。具體步驟如下：給定結(jié)構(gòu)的幾何尺寸、荷載、材料性質(zhì)參數(shù)；擬定各板厚度、梁截面高度、柱截面高度的初始值；根據(jù)初擬定的結(jié)構(gòu)幾何尺寸對(duì)結(jié)構(gòu)在各種工況下進(jìn)行內(nèi)力分析，求出各荷載工況下所

24、產(chǎn)生的內(nèi)力，從中選取各構(gòu)件中最不利的內(nèi)力作為下一步優(yōu)化計(jì)算的內(nèi)力。用法對(duì)每一純彎板條、偏壓板條、梁、柱構(gòu)件進(jìn)行優(yōu)化，求得各構(gòu)件的最優(yōu)截面高度 及相應(yīng)的鋼筋面積。計(jì)算每一個(gè)結(jié)構(gòu)的目標(biāo)函數(shù)。這一步驟中，認(rèn)為各構(gòu)件的內(nèi)力不變，即凍結(jié)上一次結(jié)構(gòu)分析所得的各構(gòu)件內(nèi)力。進(jìn)行內(nèi)力重分析用各構(gòu)件的作為新的進(jìn)行內(nèi)力重分析。將重分析的內(nèi)力凍結(jié)轉(zhuǎn)入第二步。檢查前后兩次迭代結(jié)果是否充分接近，若滿足要求則結(jié)束計(jì)算，優(yōu)化任務(wù)完成。論文出處(作者):具體說(shuō)，我們已知水源節(jié)點(diǎn)管件進(jìn)水端滿足冪函數(shù)關(guān)系的數(shù)學(xué)模型，不妨從樹狀管網(wǎng)最遠(yuǎn)離水源的末端管件開始，任取若干組輸入數(shù)據(jù)，從中得到一系列的水源節(jié)點(diǎn)進(jìn)水端的, h，它們?cè)诳刂评碚撝?/p>

25、也稱為觀測(cè)量。用這一系列，可以通過(guò)數(shù)理統(tǒng)計(jì)的冪函數(shù)回歸方法容易得到管網(wǎng)進(jìn)水端的冪函數(shù)的兩個(gè)參數(shù)a，b。詳見圖。這種方法也可用于管網(wǎng)中各管件模型未知，或者不確定的系統(tǒng)，比如可以用測(cè)量設(shè)備，測(cè)量不同的數(shù)個(gè)點(diǎn)后，用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法得到管件的冪函數(shù)數(shù)學(xué)模型。同樣的方法可得到管件的組合數(shù)學(xué)模型和管網(wǎng)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。以上我們只討論了樹狀管網(wǎng)，對(duì)于環(huán)狀管網(wǎng)，我們總可以找到一個(gè)最小的支撐樹，將問(wèn)題化為樹狀管網(wǎng)進(jìn)行分析，最后加上聯(lián)接部分形成回路，完成環(huán)狀管網(wǎng)的分析工作。這里限于篇幅從略。圖五、結(jié)論用本文提出的方法，雖然得到與某些圖解法相類似的圖表，如圖，但其意義完全不同，而且這種變化十分重要。定理指出管件斷面的與有確定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，這種關(guān)系是一種冪函數(shù)形式，比例系數(shù)a、指數(shù)系數(shù)b是兩個(gè)可以唯一確定模型的重要參數(shù)。本文中提出的水力學(xué)管網(wǎng)分析中的管件的定義、管件組合及其組合后