(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210731773.1 (22)申请日 2022.06.25 (71)申请人 上海海汇房地产开发有限公司 地址 200333 上海市普陀区大渡河路1718 号1-10层A区、 B区、 C区(2层C区除外) 申请人 同济大学建筑设计研究院 （集团） 有 限公司 (72)发明人 王杨　康继武　罗兆奇　赵昕　 徐芳　岳维桐　陈明　侯禹州　 吴双　蔡锦伦　 (74)专利代理 机构 上海科盛知识产权代理有限 公司 312 25 专利代理师 赵志远 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01)G06F 30/20(2020.01) G06F 111/04(2020.01) G06F 111/06(2020.01) G06F 111/10(2020.01) (54)发明名称 一种商业裙房结构系统多 级优化方法 (57)摘要 本发明涉及一种商业裙房结构系统多级优 化方法， 包括： 步骤1： 针对裙房结构建立多级分 解模型； 步骤2： 确定最优摄动构件组； 步骤3： 设 置驱动约束， 通过驱动约束的冗余度将设计约束 划分为约束过度、 约束适度、 约束平衡和约束不 足四种状态； 步骤4： 计算各个构 件组的敏感性系 数； 步骤5： 根据相对敏感性系数的数值对构 件组 进行分类； 步骤6： 根据约束条件的冗余度状态对 分类后的构 件组内的构 件进行优化； 步骤 7： 计算 分析有限元模型， 若驱动约束为适度约束， 则停 止优化， 否则， 返回步骤6。 与现有 技术相比， 本发 明具有减少商业裙房材料用料、 提升裙房结构经 济性、 提高其整体性能等优点。 权利要求书3页 说明书13页 附图4页 CN 115221582 A 2022.10.21 CN 115221582 A 1.一种商业裙房结构系统多 级优化方法， 其特 征在于， 所述的优化方法包括： 步骤1： 针对 裙房结构建立多 级分解模型； 步骤2： 确定最优摄动构件组； 步骤3： 设置驱动约束， 通过驱动约束的冗余度将设计约束划分为约束过度、 约束适度、 约束平衡和约束不足四种状态； 步骤4： 计算各个构件组的敏感性系数； 步骤5： 根据相对敏感性系数的数值对构件组进行分类； 步骤6： 根据约束条件的冗余度状态对分类后的构件组内的构件进行优化； 步骤7： 计算分析有限元模型， 若驱动约束为 适度约束， 则停止优化， 否则， 返回步骤6 。 2.根据权利要求1所述的一种 商业裙房结构系统多级优化方法， 其特征在于， 所述的多 级分解模型 具体为： 针对抗侧力系统和竖向承重系统分别构建多级分解子模型， 每个模型均包括系统层、 组件层和构件层三层物理层； 抗侧力系统多级分解子模型的系统层包括巨型框架核心筒系统， 一级组件层包括巨型 框架、 核心筒和嵌固层， 二级组件层包括伸臂桁架和环带桁架， 构件层包括斜撑、 巨柱、 梁、 剪力墙和楼板； 竖向承重系统多级分解子模型的系统层包括竖向承重系统， 组件层包括楼盖和基础， 构件层包括柱、 剪力墙、 板、 梁、 筏板和桩。 3.根据权利要求2所述的一种 商业裙房结构系统多级优化方法， 其特征在于， 所述的多 级分解模型的优化目标为： 全生命周期成本； 设计变量为： 构件成本； 约束条件 包括： 整体约束， 包括周期、 层间位移角、 剪 重比、 刚重比和舒 适度； 组件约束， 包括外 框架承担 剪力比例和环带桁架与巨柱的刚度比； 构件约束， 包括应力比、 挠度和轴压比。 4.根据权利要求1所述的一种 商业裙房结构系统多级优化方法， 其特征在于， 所述的步 骤3具体为： 设置驱动约束a， 计算设计约束的冗余度， 计算方法为： 约束限值 为上限值 约束限值 为下限值 其中， Rea表示设计约束a的冗余度， ga表示设计约束a的取值， 表示设计约束a的上限 值， 表示表示设计约束a的下限值； 冗余度状态的确定方法为： 冗余度为 正值且大于b％时， 设计约束a的约束状态为约束过度； 冗余度介于 0～b％时， 设计约束a的约束状态为约束适度； 冗余度恰好 为0时， 设计约束a的约束状态为约束平衡；权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115221582 A 2冗余度为负值时， 设计约束a的约束状态为约束不足； 其中， b％为预设的状态划分阈值； 冗余度状态的分类方法为： 在冗余度为正值时， 设计约束a的状态为约束过度或约束适度， 若约束限值为下限， 则 将其状态确定为 若约束限值 为上限， 则将其状态确定为 在冗余度为负值时， 设计约束a的状态为约束不足， 若约束限值为下限， 则将其状态确 定为 若约束限值 为上限， 则将其状态确定为 5.根据权利要求4所述的一种 商业裙房结构系统多级优化方法， 其特征在于， 所述的步 骤4具体为： 采用虚功敏感性系数分析法或等增量敏感性分析法计算各个构件组的敏感性系数。 6.根据权利要求5所述的一种 商业裙房结构系统多级优化方法， 其特征在于， 所述的步 骤5具体为： 计算每个构件组对设计约束a的相对敏感性系数， 相对敏感性系数的取值范围为(xL, xU)， 并根据以下规则对构件组进行分类： 若敏感性系数为负且对设计约束a的相对敏感性系数处于(xL,x1)范围内， 则将该构件 组分类为对a敏感的Na类； 若敏感性系数为负且对设计约束a的相对敏感性系数处于[x1,x2)范围内， 则将该构件 组分类为对a不敏感的Na类； 若敏感性系数为正且对设计约束a的相对敏感性系数处于[x2,x3)范围内， 则将该构件 组分类为对 对a不敏感的Pa类； 若敏感性系数为正且对设计约束a的相对敏感性系数处于[x3,xU)范围内， 则将该构件 组分类为对 对a不敏感的Pa类； 其中， xL和xU分别为相对敏感性系数的下限值和上限值； x1、 x2和x3分别为预设的分类阈 值。 7.根据权利要求6所述的一种 商业裙房结构系统多级优化方法， 其特征在于， 所述的步 骤6包括： 针对 状态， 第一个优化步降低敏感性为负的构件， 约束数值增加， 冗余度增大； 第二 个优化步减小敏感性系数为正且对a不敏感的Pa的构件尺寸， 约束数值减小， 冗余度减小； 第三个优化步检查约束数值， 若仍有冗余， 减小敏感性系数为正且对a敏感的Pa的构件尺 寸， 若冗余度为负， 转至 状态。 8.根据权利要求6所述的一种 商业裙房结构系统多级优化方法， 其特征在于， 所述的步 骤6包括： 针对 状态， 第一个优化步减小敏感性系数为负且对a不敏感的Na的构件尺寸， 约束数 值增加， 接近约束限值； 第二个优化步减小敏感性系数为负且对a敏感的Na的构件尺寸， 约 束数值进一步增加； 第三个优化步检查约束 数值， 若仍为约束不 足， 增加敏感性系数为正且 对a敏感的Pa的构件尺寸， 若约束适度或约束过度， 转至 状态。 9.根据权利要求6所述的一种 商业裙房结构系统多级优化方法， 其特征在于， 所述的步 骤6包括：权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115221582 A 3