優(yōu)化設(shè)計類論文投稿范文(兩篇）

　　下面是兩篇優(yōu)化設(shè)計類投稿范文，第一篇論文介紹了高層建筑工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計研究，給出了具體的方案優(yōu)化設(shè)計，提高了結(jié)構(gòu)的規(guī)則性。第二篇論文介紹了天然氣調(diào)壓系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計，結(jié)合目前天然氣調(diào)壓系統(tǒng)中調(diào)壓閥所存在的主要問題，對天然氣調(diào)壓系統(tǒng)中調(diào)壓閥的優(yōu)化設(shè)計進行分析。

　　《高層建筑工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計研究》

　　摘要：本文介紹了某高層商住樓結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要內(nèi)容，通過結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)化設(shè)計，減少了該高層建筑結(jié)構(gòu)不規(guī)則項，提高了結(jié)構(gòu)的規(guī)則性，并對所采取的結(jié)構(gòu)優(yōu)化措施進行了總結(jié)歸納，以期對規(guī)則性超限的高層建筑工程在進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計時提供一定的參考和借鑒。

　　關(guān)鍵詞：高層建筑;優(yōu)化設(shè)計

　　1工程概況

　　本工程為某住宅小區(qū)內(nèi)其中一幢高層商住樓，地下兩層，地上二十四層，地上各層層高均為3.0m，房屋高度72.30m。其中地上1~3層住宅部分嵌套有兩層商業(yè)裙房，裙房一層層高4.8m，二層層高4.2m，與主樓形成局部錯層結(jié)構(gòu)。主樓平面尺寸基本呈矩形，長68.2m，寬17.25m，局部有凹進部分。裙房位于高層主樓北側(cè)及東側(cè)，其中北側(cè)部分寬度為12.60m，東側(cè)部分寬度為20.40m。三層以上均為住宅。工程所在地抗震設(shè)防烈度為Ⅶ度(0.15g)，設(shè)計地震分組為第三組，場地類別為Ⅱ類場地。

　　2初選方案

　　根據(jù)建筑方案條件，由于底部兩層商業(yè)裙房部分延伸進入主樓輪廓以內(nèi)，為盡量保證商業(yè)空間的完整性，結(jié)構(gòu)初步選定的方案為主樓與裙房連為一體，主樓采用剪力墻結(jié)構(gòu)，裙房部分采用框架。由于存在局部錯層，結(jié)構(gòu)建模時地上1~3層按四個結(jié)構(gòu)層輸入，層高自下而上依次為3.0m、1.8m、1.2m、3.0m。通過使用中國建筑科學(xué)研究院PKPM工程部編制的結(jié)構(gòu)分析程序《多層及高層建筑結(jié)構(gòu)空間有限元分析與設(shè)計軟件SATWE》(V2.2版)進行結(jié)構(gòu)分析初步試算，獲得了這一方案的試算結(jié)果，并通過試算結(jié)果對這一方案的合理性進行了判定。

　　3方案評價

　　根據(jù)《超限高層建筑工程抗震設(shè)防專項審查技術(shù)要點》第二條：

　　(二)規(guī)則性超限工程：指房屋高度不超過規(guī)定，但建筑結(jié)構(gòu)布置屬于《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》、《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》規(guī)定的特別不規(guī)則的高層建筑工程。根據(jù)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ3-2010)3.4.1條在高層建筑的一個獨立結(jié)構(gòu)單元內(nèi)，結(jié)構(gòu)平面形狀宜簡單、規(guī)則，質(zhì)量、剛度和承載力分布宜均勻。不應(yīng)采用嚴重不規(guī)則的平面布置。3.5.1條高層建筑的豎向體型宜規(guī)則、均勻，避免有過大的外挑和收進。結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度宜下大上小，逐漸均勻變化。通過對初步試算結(jié)果結(jié)合規(guī)范規(guī)定進行判定，該樓扭轉(zhuǎn)位移比為1.33，平面凹凸尺寸與相應(yīng)邊長的比值為33.63%，由于局部錯層形成的剛度突變，層高3.0m所在層與上一層層高1.8m的剛度比為68.77%，主樓質(zhì)心與底部大底盤的質(zhì)心偏心距為21.20%，均超過規(guī)范限值，初步試算結(jié)果存在“扭轉(zhuǎn)不規(guī)則、凹凸不規(guī)則、樓板不連續(xù)、剛度突變、塔樓偏置”共五項結(jié)構(gòu)不規(guī)則項，屬于規(guī)則性超限的高層建筑工程。通過對結(jié)果進行分析，各指標超出規(guī)范限值幅度均不大，通過對結(jié)構(gòu)方案進行優(yōu)化，有可能消除部分不規(guī)則項，提高結(jié)構(gòu)的規(guī)則性，從而使結(jié)構(gòu)方案趨于合理。

　　4方案優(yōu)化

　　通過與建筑方案設(shè)計者進行協(xié)調(diào)，在主樓與裙房之間設(shè)置防震縫將主樓與裙房斷開形成兩個獨立的結(jié)構(gòu)單元，基本不影響其使用功能。而采用這一結(jié)構(gòu)方案，可以消除“塔樓偏置”不規(guī)則項，故在方案優(yōu)化過程中，筆者決定采用主樓與裙房之間設(shè)置防震縫的結(jié)構(gòu)方案。接下來，筆者針對“扭轉(zhuǎn)不規(guī)則”這一不規(guī)則項進行了優(yōu)化試算。由于主樓為兩個單元的塔式住宅拼成整體，長度方向較長，從而導(dǎo)致扭轉(zhuǎn)位移比偏大，筆者試算時將其分成兩個獨立的塔式住宅單元，根據(jù)試算結(jié)果，分成兩個塔式單元后扭轉(zhuǎn)位移比有所減小，為1.25，但仍大于1.2，“扭轉(zhuǎn)不規(guī)則”這一不規(guī)則項并未消除。

　　究其原因，主要是該塔式住宅左右剛度不對稱所致。所以此項優(yōu)化措施并未達到消除不規(guī)則項的目的，最終確定仍采用兩個塔式住宅單元拼成整體的方案。針對“凹凸不規(guī)則”不規(guī)則項，由于其平面凹凸尺寸與相應(yīng)邊長的比值為33.63%，接近規(guī)范規(guī)定的30%的限值，通過與建筑專業(yè)協(xié)商，在不影響其使用功能的前提下，在平面凹入最深的部位增設(shè)了結(jié)構(gòu)板帶，使其平面凹凸尺寸與相應(yīng)邊長的比值減小至29.54%，滿足了規(guī)范限值要求，消除了這一結(jié)構(gòu)不規(guī)則項。“樓板不連續(xù)”這一不規(guī)則項主要是由于主樓范圍內(nèi)商業(yè)與住宅形成局部錯層所引起的，而各部分的建筑功能為方案設(shè)計階段已經(jīng)確定的內(nèi)容，故此不規(guī)則項沒有優(yōu)化的余地。

　　針對“剛度突變”不規(guī)則項，由于層高3.0m所在層與上一層層高1.8m的剛度比為68.77%，接近規(guī)范規(guī)定的70%的限值，通過加大層高3.0m所在層剪力墻厚度、在該層局部增設(shè)剪力墻等措施，使調(diào)整后該層與上一層的剛度比達到72.43%，滿足了規(guī)范限值要求，消除了這一結(jié)構(gòu)不規(guī)則項。

　　5結(jié)論與建議

　　(1)通過對該高層建筑工程的結(jié)構(gòu)方案進行優(yōu)化設(shè)計，消除了其中的“扭轉(zhuǎn)不規(guī)則、剛度突變、塔樓偏置”三項不規(guī)則項，提高了結(jié)構(gòu)方案的規(guī)則性，避免了形成規(guī)則性超限的高層建筑工程。

　　(2)結(jié)構(gòu)設(shè)計中通過多方案對比、多模型試算，以確定最優(yōu)方案，可以使結(jié)構(gòu)方案更加合理，從而提高了結(jié)構(gòu)的安全度。

　　(3)通過提高結(jié)構(gòu)的規(guī)則性，避免了規(guī)則性超限所采取的結(jié)構(gòu)加強措施，可以為建設(shè)方節(jié)省由此而產(chǎn)生的投資費用，具有明顯的經(jīng)濟效益。

　　作者：李銀文 單位：蘭州有色冶金設(shè)計研究院有限公司

　　《天然氣調(diào)壓系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計》

　　摘要：本文首先對天然氣調(diào)壓系統(tǒng)中調(diào)節(jié)閥的實際工作需求進行分析，在此基礎(chǔ)上介紹了工作調(diào)節(jié)閥的主要結(jié)構(gòu)特點和控制方式，結(jié)合目前天然氣調(diào)壓系統(tǒng)中調(diào)壓閥所存在的主要問題，對天然氣調(diào)壓系統(tǒng)中調(diào)壓閥的優(yōu)化設(shè)計進行分析。

　　關(guān)鍵詞：天然氣調(diào)壓系統(tǒng);調(diào)壓閥;優(yōu)化設(shè)計

　　調(diào)壓閥在天然氣調(diào)壓系統(tǒng)中的主要作用是對管道壓力和流量進行調(diào)節(jié)，在天然氣輸氣站輸氣系統(tǒng)不斷升級的情況下，對調(diào)壓閥的工作需求也在不斷提高，需要保證調(diào)壓閥在實際工作的過程中，其整體噪音、開度和密封性達到更高的需求，這就需要對調(diào)壓閥工作中所出現(xiàn)的實際問題進行分析，并且在此基礎(chǔ)上對調(diào)壓閥的優(yōu)化設(shè)計方案進行探索。

　　1調(diào)壓閥的結(jié)構(gòu)特點和控制方式

　　調(diào)壓閥主要包括閥體組件和執(zhí)行機構(gòu)組件，一般情況下，為了保證閥體內(nèi)的介質(zhì)能夠順利的通過，調(diào)壓閥的內(nèi)腔設(shè)計一般為直線對稱和無障礙的直通流線型道，這樣有利于介質(zhì)在閥體內(nèi)均勻的分布，從而減少局部高速流體對閥體的沖擊，減少噪音的出現(xiàn)，提高閥門工作的穩(wěn)定性。閥體主要是對閥芯和套筒相對流通面積進行改變，以此來實現(xiàn)對介質(zhì)流量和壓力的有效調(diào)節(jié)。

　　輸氣站調(diào)壓系統(tǒng)中的調(diào)壓閥主要包括監(jiān)控閥、工作調(diào)壓閥和安全切斷閥等，對于調(diào)壓系統(tǒng)中調(diào)壓閥的控制方式來說，一般情況下是根據(jù)調(diào)壓閥的類型來決定的，對于工作調(diào)壓閥來說，在監(jiān)控閥和安全切斷閥處于正常工作的情況下，工作調(diào)節(jié)閥才能對下游壓力或者用戶的最大流量進行調(diào)節(jié)，所以說工作調(diào)壓閥時調(diào)壓系統(tǒng)中較為重要的調(diào)壓閥之一，通常安全切斷閥、監(jiān)控閥和工作調(diào)壓閥的設(shè)定壓力點呈現(xiàn)出逐漸降低的情現(xiàn)象，在下游壓力逐漸升高至監(jiān)控閥設(shè)定壓力值的情況下，監(jiān)控閥的閥芯會逐漸減小直至關(guān)閉，工作調(diào)壓閥的進口壓力也會不斷減小，在這樣的情況下，工作調(diào)壓閥的調(diào)節(jié)難度將進一步上升，影響調(diào)壓系統(tǒng)的調(diào)節(jié)精度[1]。

　　2天然氣調(diào)壓系統(tǒng)中調(diào)壓閥所出現(xiàn)的主要問題

　　目前調(diào)壓閥在實際工作的過程中，主要出現(xiàn)了以下幾種問題：首先是噪音較大，在輸氣管道壓力保持在正常正常情況的時候，調(diào)壓閥處于正常動作，在輸氣管道壓力不斷升高的情況下，局部介質(zhì)的高速流通，會對閥體內(nèi)部造成較大的沖擊，從而引起調(diào)壓閥出現(xiàn)震蕩或者運行不穩(wěn)定等情況，這些情況都會造成調(diào)壓閥噪音過大。在另外一個方面，調(diào)壓閥的整體調(diào)節(jié)精度較差，輸氣系統(tǒng)主要是依靠調(diào)壓閥對下游管道的壓力進行調(diào)節(jié)，在這樣的過程中，如果下游壓力出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況，將會對整個調(diào)壓系統(tǒng)產(chǎn)生較大的影響，從而一起調(diào)壓閥調(diào)節(jié)精度差或者調(diào)節(jié)不精確，影響調(diào)壓系統(tǒng)的穩(wěn)定性。最后，部分自力式調(diào)壓閥在實際工作的過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)泄露超標的現(xiàn)象，不但造成了能源的浪費，同時對整個輸氣系統(tǒng)的使用性能造成了較大的影響[2]。

　　3天然氣調(diào)壓系統(tǒng)中調(diào)壓閥的優(yōu)化設(shè)計

　　結(jié)合調(diào)壓閥的結(jié)構(gòu)特點和實際工作中所出現(xiàn)的主要問題，在對其進行分析的基礎(chǔ)上，可以從結(jié)構(gòu)設(shè)計和流場優(yōu)化等方面，來對調(diào)壓閥進行優(yōu)化設(shè)計，主要體現(xiàn)在這樣幾個方面：

　　(1)首先是對流量套筒進行優(yōu)化設(shè)計。為了降低調(diào)壓閥在實際運行中出現(xiàn)噪聲過大的情況，保證閥體工作的穩(wěn)定性，可以將調(diào)壓閥的閥腔設(shè)計為軸向?qū)ΨQ流道，這樣的設(shè)計方式能夠避免間接流和流向的不必要改變，在一定程度上增加了單位直徑的流通能力，在流通能力得到提高之后，噪音將會大幅度的降低。在另外一個方面，針對閥體內(nèi)介質(zhì)流速過大而造成的噪音過大，可以對閥體內(nèi)的高壓區(qū)和高速區(qū)進行分析確定，在此基礎(chǔ)上對流量窗口進行優(yōu)化改進，結(jié)合閥體內(nèi)介質(zhì)的實際情況和窗口設(shè)計的基本知識，可以將流量窗口設(shè)計為錯位式內(nèi)隔斷雙層套筒，并且根據(jù)實際情況對流量孔直徑進行合理設(shè)計，以此來減少調(diào)壓閥工作使用過程中所出現(xiàn)的噪音。

　　(2)對密封結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計。針對調(diào)壓閥使用過程中的泄露超標現(xiàn)象，需要結(jié)合調(diào)壓系統(tǒng)的實際使用需求和調(diào)壓閥的結(jié)構(gòu)特點，在滿足調(diào)壓需求的基礎(chǔ)上，對調(diào)壓閥的密封結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計，以此來提升調(diào)壓閥的密封性能，提高調(diào)壓閥的泄露等級。傳統(tǒng)調(diào)壓閥的密封結(jié)構(gòu)為一道硬密封，結(jié)合泄露標準，可以將其改變?yōu)橛裁芊馀c軟密封相互結(jié)合的雙重密封結(jié)構(gòu)，其中的軟密封結(jié)構(gòu)為引壓自密封結(jié)構(gòu)，在這樣的情況下，閥體內(nèi)的高壓氣體在通過的時候，能夠提供楔形軟密封閥座的密封力，提高閥體的整體密封性，在硬密封的幫助下，能夠在極大程度上提高調(diào)壓閥的密封性能，減少介質(zhì)的流失和泄露[3]。

　　4結(jié)語

　　根據(jù)輸氣站調(diào)壓系統(tǒng)的實際需求，對調(diào)壓閥的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和控制方式進行分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合調(diào)壓閥使用中所出現(xiàn)問題的分析結(jié)果，來對調(diào)壓閥進行設(shè)計優(yōu)化，經(jīng)過改進之后的調(diào)壓閥在實際性能測試的過程中，其噪聲大的問題得到了明顯的改善，在現(xiàn)場天然氣壓力逐漸升高的情況下，調(diào)壓閥閥門的震蕩情況得到了良好的解決，其整體調(diào)節(jié)精度也得到了明顯的提升，在對調(diào)壓閥的內(nèi)部密封結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計之后，調(diào)壓閥的泄露等級得到了明顯的提高，傳統(tǒng)調(diào)壓閥工作中所出現(xiàn)的運行問題得到了良好的解決，與此同時，調(diào)壓系統(tǒng)的整體性能也得到了一定程度的提升，這樣的調(diào)壓閥優(yōu)化設(shè)計措施在一定程度上推動了天然氣的推廣和使用。

　　參考文獻：

　　[1]李虎生,常占東,蘇海霞.天然氣調(diào)壓系統(tǒng)中工作調(diào)壓閥的改進設(shè)計[J].價值工程,2017,36(2):171-172.

　　[2]王軍奇.調(diào)壓閥在天然氣處理系統(tǒng)改造中的應(yīng)用[J].中國科技縱橫,2014(3):80-80.

　　[3]王鋒.電動調(diào)節(jié)閥自適應(yīng)控制在天然氣調(diào)壓中的應(yīng)用[J].中國化工貿(mào)易,2013(3):87-87.

　　作者：潘達礦 單位：廣東大鵬液化天然氣有限公司