型钢混凝土组合结构的材料-结构一体化多目标优化设计理论与方法研究

基于多尺度性能表征与计算分析并结合试验测试验证，研究型钢混凝土（包括高强高性能混凝土）梁柱及其组合结构的不同几何构型参数、体积组分参数、物性表征参数对组合材料与结构宏观性能的影响与灵敏度计算格式；根据结构特定宏观性能要求，采用细观结构布局和构型与宏观结构布局和几何尺寸的多层次并行设计，对材料、构件与结构的某些重要局部进行精细研究与创新设计；根据不同载荷条件及结构综合宏观性能设计准则与尺度要求，研究型钢混凝土梁柱及其组合结构的材料-结构一体化多目标优化设计理论与方法及其实施优化求解计算与设计的关键技术，建立相应的力学分析算法及优化计算与设计程序。本研究属于目前土建结构优化设计的前沿应用基础研究范畴，研究成果更能实现混凝土与型钢组合材料乃至构件与结构构型、几何、布局的优化设计以及材料、构件与结构性能与功能的最佳匹配，更能充分发挥材料与结构的潜力，提高设计质量和水平，最终取得显著的经济与社会效益

基于多尺度性能表征与计算分析并结合试验测试验证，开展了对型钢混凝土（包括高强高性能混凝土）梁柱及其组合结构的不同几何构型参数、体积组分参数、物性表征参数对组合材料与结构宏观性能的影响与灵敏度计算格式研究；根据结构特定宏观性能要求，采用细观结构布局和构型与宏观结构布局和几何尺寸的多层次并行设计，对材料、构件与结构的某些重要局部进行了精细研究与创新设计；根据不同载荷条件及结构综合宏观性能设计准则与尺度要求，对型钢混凝土梁柱及其组合结构的材料-结构一体化多目标优化设计理论与方法及其实施优化求解计算与设计的关键技术进行了系统的研究与创新，并建立了相应的力学分析算法及优化计算与设计程序。本研究实现了混凝土与型钢组合材料乃至构件与结构构型、几何、布局的优化设计以及材料、构件与结构性能与功能的最佳匹配，对充分发挥材料与结构的潜力，提高设计质量与水平具有重要的理论意义和使用价值。