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成本优化总结精选(九篇)

成本优化总结

第1篇:成本优化总结范文

关键词:建筑结构 建筑成本 设计 成本优化

中图分类号:TU3文献标识码: A

一 前言

建筑结构设计的含义是对于即将筑建的项目进行规划,对于设计意图进行具体化的建筑语言描述的过程。对于工程项目建筑而言,结构设计是其灵魂,是将技术和经济结合起来的节点。具体而言,建筑结构设计需要设计人员考量包括屋盖整体、基础构架、维护支撑、细节内部等部分在内的受力情况、造价情况和布置情况,结构设计的目的是使得建筑物既要达到社会人们使用技术需求,也要取得最佳的经济效益结果。

二 建筑结构成本控制的重要意义

作为建筑的主体部分和支撑点,建筑结构是宏观上对于整个建筑的勾勒。总体而言,地基挖掘、土石方消耗、建筑结构、装饰加工、维护设施、设备安装费用是建筑成本的五大方面。建筑结构设计利用优质的结构化语言来阐述建筑工程,由不同类别的设计图纸整合出出不同专业对应的结构单元内容,包括梁柱规划、楼梯板墙等等。

在不降低建筑物结构安全性的同时,建筑结构成本优化的要点是把筑建过程中的部分无用的成本进行排除,在保证建筑技术质量的前提下,达到产出比最大的经济效益。目前,有调研数据显示我国建筑行业内,建筑结构成本占据建筑项目总成本的40%~70%。建筑前期的工程设计策划是影响项目预算成本的主要因素之一,过程设计策划包含的总体项目策划、施工图纸设计、结构方案选定和结构成本预算。建筑结构成本优化的策略是四两拨千斤,利用低于项目总费用1%结构设计优化开销来达到对于项目的75%的部分施加控制,数据的对比不仅反映是结构设计成本优化对于项目总开销的巨大影响,也反映了结构设计成本优化的方针:用最省人力、财力、物力的方法来满足建筑物的安全性、使用性和可靠性三方面的要求。

三 建筑结构设计成本优化的影响因素和存在问题

3.1影响建筑结构成本的因素

建筑结构成本是在建筑项目投资之前对于多种要素的分析整合,影响技术和经济两方面都取得较为满意的成果的因素主要有:(一)建筑结构类型。建筑结构类型的选择是建筑结构设计的第一步,不同的总体结构类型所带来的项目造价不同,结构类型的选择是结构成本优化的最基本的影响因素。(二)混凝土强度。建筑形式越来越复杂多变,建筑材料也在不同推陈出新,这些方面的进步都给建筑构件的截面强度提出了更高的要求。混凝土设计强度的增大会带来建筑项目成本的明显提升,因此建筑结构设计成本优化的一方面是尽可能保持对于混凝土截面的较低的压力,遏制成本上涨过快的情况。(三)基础形式。基础形式的开销占据项目结构总开销的三分之一以上。合理选择基础形式不仅直接降低总造价,而且通过缩短筑建的总工期也带来的建筑成本的降低。(四)构件选择。结合具体的施工条件购置正确的施工构件。施工构建的合理搭配对于工程整体的使用性和经济性有较大的影响,构件选择包括构建体系和构建截面等方面,是控制建筑结构设计成本的的要点之一。

3.2建筑结构成本优化的管理现状

目前建筑行业对于结构成本管理的特点如下:(一)设计者把建筑结构成本当做方案设定的一部分,归纳到整体使用成本的范围之内,成本优化设计之后无法进行调整。而结构成本优化本身的优点即为通过在后续操作过程中不断根据实际情况进行十分灵活地调整来达到降低使用成本的目的。(二)设计人员把结构成本优化看做是影响建筑物安全性的因素之一,认为安全性增强单纯依靠增加结构设计成本,结构安全性通过提升不必要的成本的保证。(三)部分观点持有的态度是进行施工管理时减少钢材和混凝土的使用可以保证建筑物的优良设计,同时降低项目成本。该观点的片面性给后续的施工带来的很大的难度和风险,操作不当会带来很大问题。

四 建筑结构成本控制的优化方案

4.1结构设计成本优化三方面

现阶段结构设计成本优化的三方面是方案设计、初步设计、施工图纸。其中,方案设计工作需要主要考虑的是各种方案的经济因素,考虑的基本点有建筑物的平面形状、大小尺寸、层高、层数和结构柱网尺寸。建筑物的平面形状简单,其外墙所占费用少,建造单位成本低,设计越经济。同时,建筑物尺寸会对于单位建造成本有影响,尺寸越小,墙和筑建面积比值降低,隔墙、装饰、墙裙等工程量减少,安装在墙上的门窗数目降低,安装费用和设备费用相应降低,单位筑建成本越低。工地现场的存储、围护、材料堆放、给排水等工作和固定费用也会随着尺寸的大小而变化。层高和层数密切相关,层高对于梁柱长度和管道设备高度有影响,层数增加可以建筑用地。柱网尺寸和布置对于施工进度有影响,进而通过工期影响成本。初步设计是指水、暖和电的设计。初步设计环节是控制建筑结构设计成本的关键步骤,设计范围要广泛,通风管道、配电风机等等某一处遗漏会给后续工作带来很大困难。涂料、瓷砖、岩石等外墙装饰和飘窗、落地窗等等材料的造价差别很大,材料设备的选用对于设计成本优化也有较大影响。施工图阶段可以对于基础选型和设计来优化结构设计成本,技术可行经济合理是选型的基本原则,对于地质材料的正确解读是地基选型的第一步,根据施工现场的地质情况,保证了建筑物安全性之后,减少工程投资额。建筑上部工程设计需要考虑钢筋和混凝土的配置。

4.2 建筑结构设计成本优化措施

(一)增强建筑结构设计成本优化意识。加强优化意识应该上至管理人员下至员工都要参与,不仅要在平时做好成本优化的宣传工作,在重要会议上领导进行宣讲,在制度中也要体现成本优化的思想。同时可以加强责任落实,成本控制好坏作为考核的凭证之一。每一个项目完成之后需要做成本优化成功失败经验总结,积累经验,为后续的项目做准备。

(二)加强建筑结构设计优化。选择合理结构方案和提高结构设计准确度是提高优化水平的两方面。设计结构方案时,认真考虑结构与构建的关系,找准结构受力状态,简化受力模型,使得设计协调一致。各种零件、几何图形和输入构建的计量误差尽量避免出现,保证设计参数的准确度。

(三)引入投标机制和第三方咨询机制。公开招标、邀请招标和委托设计是我国设计市场对于设计单位的选择办法。设计单位的增多更应该挑选水平过硬、信誉较强的设计单位。同时要做到成本的有效优化,通过第三方咨询能够有效弥补政府监管和设计单位内部管理的不足,发挥第三方机构的协调和约束作用,使得设计合理,优化成本,而且能够督促设计单位改进提高。

五 结语

建筑业的兴盛使得建筑结构设计的重要性愈发凸显。结构设计成本优化暴露出来的诸多问题使得各种不合理的工程造价现象出现,对我国建筑行业的健康发展十分有害。影响建筑结构设计成本优化的因素有建筑结构类型、混凝土强度、基础形式和构建选择等等,管理中存在的问题有意识不到位、操作失误等等。提高建筑结构设计成本优化的措施有增强成本优化意识、加强优化设计、引入投标机制和第三方咨询机制等等,通过这些方法能够使我国建筑行业稳步向前发展。

参考文献

[1]麦家敏,林诗苑. 高层钢筋混凝土建筑结构设计成本优化研究[J]. 民营科技,2014,04:178.

第2篇:成本优化总结范文

【关键词】建筑;结构设计;成本优化

1、前言

建筑结构设计通过契合、优质的结构语言进行建筑工程的描绘与规划。根据建筑以及各类专业设计图纸设计出对应的结构元素内容,例如,基础结构、梁柱结构、楼梯、板墙等,组建形成建筑工程及其构筑物有关结构系统。建筑工程的结构设计同其成本经费投入与优质管控密切相连。怎样确保两环节完善匹配、全面优化,则成为当前人们较为关注的重要问题。

2、建筑结构设计原则与重要性

建筑结构规划设计中,应遵循契合适用、可靠安全、经济美观的科学原则,同时应为施工建设提供便利。优质的建筑结构设计需要做到各方因素的有效配合,方能真正提升设计水平,稳固建筑整体结构体系。结构设计通常滞后于建筑设计,因此会受到建筑设计的影响,同时会对其产生一定的反作用。结构设计应遵循建筑设计的整体特征,不应对其形成严重影响。同时,建筑设计应考量结构设计整体权限范畴,不能有所违规而不符合结构设计的经济安全以及可靠合理原则。也就是说结构设计从根本层面影响建筑设计的总体目标,由此可见结构设计的重要性不言而喻,只有真正注重该环节工作,方能为建筑工程的后续施工建设打下良好的基础,创造显著效益。

3、建筑结构设计成本优化管控包含的问题

建筑结构设计环节,做好成本优化管控十分必要,不应单纯的注重设计而忽视经济性、可行性。同时,也不应过分重视成本节约,而无法达到结构最优化设计目标。只有针对建筑工程核心需求、功能特点、施工单位能力水平,把握良好的平衡度,方能达到最佳效果。实践阶段中,我们可就建筑工程建设的整体过程将其划分成项目决策、设计规划、施工建设等环节。上述工作环节之中,项目决策以及设计规划对投资成本经费的管控效果影响最为显著。在投资决策履行完毕之后,项目设计便成为对成本造价形成最直接影响的核心环节。整体规划设计的可行性、契合性、科学性、合理性为投资效果优化、建筑工程总造价主体决定影响因素。实践工作中,一些建筑开发商却没能充分明确成本管控的重要意义。他们片面的认为只需要强化建筑项目工程的开发投资预算、管理决算,并在竣工验收阶段做好成本管控便可,因而对全过程成本优化不良忽视,更无法全面注重结构设计环节优化成本管控的重要性。这样将导致建筑工程成本经费管控成为一类消极性、效率水平不高以及滞后缓慢的无序管理,无法实施多方位、战略化、统筹兼顾的优质结构设计。同时,结构设计实践中,还存在方案合理科学性研究分析不充分,不能全面实现良好的成本监督管控等问题。结构设计成本费用的投入仅仅占到总体投资经费的不到百分之一,却可以形成对整体建筑工程投入成本经费百分之七十以上的影响,由此足以证明,建筑结构的优质设计对整体项目成本优化发挥了不可忽视的重要作用。而当前,较多开发商却忽视了结构设计的显著影响,没能注重对结构设计整体方案的科学评估、全面考核、适用性、经济合理性分析。即便进行了对比研究,也仅仅是对户型对比、项目施工图的经费预算、整体立面效果的考量,往往评估工作过于表面,欠缺对整体结构设计方案体现的经济性、功能技术性、经费价格实施全面的衡量分析。

4、建筑结构设计成本优化科学策略

4.1优选建筑结构类别

通常来讲,建筑结构类别包括水平以及竖向体系等。其中前者为梁板的大跨度模式,后者则涵盖框架体系、砌体、剪力墙以及异形柱等类型结构。不难看出,建筑结构种类的不同,其形成的成本造价会有所区别。并非成本投入最低便最为合理科学。而应依据施工建设方总体施工水平、投资实力、工程类型以及工程期限规划等标准进行各类结构种类造价成本水平的全面系统研究。通过有效的投资对比以及利润效益的良好平衡掌控,进行成本经费的最优化调节配置,方能真正明确合理适宜的建筑工程项目结构设计种类,实现成本优化目标。

4.2参照施工建设环境条件,优选合理基础形式

建筑工程基础形式经费投资占到项目结构整体造价水平的约百分之三十。由此可见,合理优质的基础形式布设,对工程成本造价会产生至关重要的影响。优质的基础形式同样可加快施工进度,缩减工程实施工期,提升基坑围护管理、施工工序的便捷快速性。建筑工程结构设计阶段中,倘若其地质环境条件为承载力较高的天然地基,且高层建筑采用剪力墙结构体系时,其基础形式则应选择墙下条基以及小筏板。当需采用深基础时,桩型布设阶段中,应参照筏板的总体厚度标准与梁截面的体积,应用单桩承载性能显著的形式。同时可应用顺着剪力墙底进行布设的模式,进而降低直接应力,有效的缓解基础荷载影响。

4.3依据实际状况优选上部结构,合理控制混凝土规划设计强度标准

建筑结构设计应依据实际状况,进行适宜的上部结构优选,明确构件整体截面尺寸,并合理应用适宜的施工建设材料,提升工程建设经济性,优化成本管控。例如,普通梁板楼盖体现了一定的经济性优势,因而在建筑工程中应用的机率较高。而该体积结构相对庞大,会提升空间占用量,为此进行层高有限时的建筑结构设计中则不应采用该上部结构。无梁楼盖体现了显著的承载功效,同时不会被建筑层高所影响,为此可用于层高有限建筑工程的规划设计。当然,该结构形式会令成本费用有所提升。密肋结构可满足大跨度、高粱的工程建设需求,并可显著的管控由于跨度提升形成楼板重量加大导致的成本提升,进而获取良好的经济效益。

在建筑工程相关标准准许的状况下,应有效的控制混凝土规划设计整体强度,进而促进成本优化目标的良好实现。通常,建筑结构富于变化、形式多样,其应用材料则不断的丰富与发展,因此对于构件截面整体强度提出了更高要求。为此令建筑工程结构设计应用混凝土的强度体现了显著的上升趋势,进而将引发造价费用的升高。为此,应合理的进行混凝土规划设计强度管控,有效抑制建筑工程成本上升快速的现象。应依据约定标准,衡量构件配筋率同应用混凝土材料强度的作用关系。该现象在住宅工程中体现更为显著。一般住宅工程,开间面积有限,其楼板配筋可依据最低标准布设,进而可优化工程造价成本,实现良好的节约目标。例如,应用C30混凝土,较高强度混凝土可形成约百分之十的经费节约。同时,控制混凝土强度,可有效抑制墙体裂开、楼板形成裂缝的问题,进而延长建筑工程应用服务寿命,节约经常管护维修经费投入,实现成本优化目标。

5、结语

总之,本文就建筑结构设计中有关成本费用的管控问题展开探讨,明确了建筑结构设计科学原则,并制定了有效的成本优化策略。对提升建筑结构设计水平,优化成本效益,实现优质发展,有重要的实践意义。

参考文献

第3篇:成本优化总结范文

【论文摘要】资本结构的优化是财务学研究中的重要问题,也一直都是专业研究人员经常性的论题。本文在借鉴西方的资本结构理论的同时,采取微观的财务手-v&zot-究和宏观的政策手段zot-究并重、理论成果与企业实际结合的|研究思路,对资本结构4-,l4j~的目标、标准及模式等关键问题尝试提出了自己的见解。

    一、资浏惊结布勾目木示的千专统}jn点

      企业资本结构的优化总是针对某一特定财务目标而言的,由于经济制度、文化传统、政治背景、历史发展的沿革及现实等方面情况不同,企业所追求的资本结构优化目标也会有所不同。关于资本结构的优化目标主要有:①企业利润最大化。从传统的观点来看,衡量企业资本结构是否优化的财务指标就应当是利润的大小。在自由竞争的市场经济中,资本的使用权最终将属于获利最大的企业。利润最大化是企业获得资本的最有利条件,有利于社会资源的合理配置,企业通过追求利润最大化目标,可以使整个社会的财富实现最大化。但如果片面、单纯强调利润最大化作为企业的目标,将导致企业过度追求利润最大化而忽略企业的社会责任与企业获利之间的关系,导致企业唯利是图、目光短浅、获利行为短期化,不能充分考虑资金的时间价值,同时容易使企业忽视投入与产出的关系。因此,这种观点逐渐被其他一些观点所取代。②股东财富最大化。目前,在财务理论界最流行的观点是企业经理应当以股东财富最大化作为企业的财务目标。在这种目标模式下,企业接受的所有投资项目的收益率应当高于资本成本。由于权益融资成本的波动性和股利的个人所得税,股东保存盈利似乎很少当作股本来计算资本成本,从而会引起在这种股东财富最大化的目标模式下,经理会更偏好通过保留利润即通过内源融资的方式进行融资,而不是通过发行股票进行权益融资。但是如果单纯要求股利最大化,会引起过度的利润分配,可能导致企业追求短期利益和过度利用财务杠杆,增加企业的风险,甚至会导致企业破产。③企业价值最大化。企业价值最大化是财务经济学理论文章最经常采用的目标模式,这一目标也被实务界所接受。这一目标的起源是著名经济学家莫迪利安尼和米勒(i9ss}提出的mm定理n,由于举债的利息可以在税前支付,因而企业举债具有节税效益,企业举债越多,企业价值越大。继mm定理的进一步研究,权衡理论以企业价值最大化为目标,证明了权衡债务的税收收益与破产成本,企业存在一个最优的资本结构使企业价值最大化。他们证明企业最优债务比(看作资本结构的量化代表)的存在。企业价值最大化兼顾了债权人和股东的利益。在一定的条件下,企业价值最大化与企业股东财富最大化是等价的,所以,这一目标模式性质和特征与股东财富最大化基本上是相同的。

    二、中国生甘山£资喇片结牛勾七七不七目相毛的选书黔

      本文认为,中国企业资本结构优化应该以企业价值最大化为目标,主要基于以下理由:

      (一)企业市场价值最大化目标是和债权人的利益相一致的。对于企业来说,短期信贷资金和长期信贷资金的提供者主要有:商业信用提供者、债券持有人、商业银行和其他金融机构。这些债权人有权取得固定收益,在企业进行破产清算时有权优先分得公司财产,而企业的所有者股东只有剩余财产权。这样,如果企业资本结构优化的目标是企业市场价值最大化,那么企业信贷资金供应者的利益也能得到满足。

      (二)企业市场价值最大化的目标模式兼顾了雇员的利益。企业雇员的目标是获得货币或非货币的最大收益。在企业收益一定的情况下,雇员与股东的收益是此消彼长的。在这种情况下,雇员的合理利益只能通过与所有者之间的讨价还价来取得。但只要股东的财富能达到最大,那么雇员将有获得更多收益的可能,也就兼顾了双方的利益。

      《三)有利于实现社会财富的最大化。社会财富最大化的实现条件是社会资源的合理配置毛社会资源的合理配置,就是把资源配置到生产效率最高的经济单位,其衡量标准就是经济单位的财富最大化。把资源配置到为社会创造最大财富的投资项目上,社会利益就会得到实现。因此,企业市场价值最大化的目标也能使社会财富最大化。

      (四)在一定程度上兼顾了经营者的利益,有助于约束经营者的行为。现代企业的所有权和控制权是高度分离的,具体管理和组织企业的是职业经理(经营者),经营者具有追求自身效用最大化的倾向,股东可以通过设计对管理者的适当激励手段从而控制其行为,以防止经营者与股东的利益背道而驰。例如,发给经营者“业绩股”便是股东制约经营者的一种有效手段。所谓业绩股是以企业业绩为基础,给予经营管理人员一定的股份。这样既刺激经营者始终以企业市场价值最大化作为经营管理的目标,又缓解了企业出资者与受托经营者之间的矛盾,同时有利于吸引和保留高水平的经营管理人才。

    三、生甘山£资浏惊结牛勾优不匕木r准的判冤趁

      (一)最优资本结构决策理论基础。资本结构决策就是要寻求企业的最优资本结构。最优资本结构应是一种能使财务杠杆利益、财务风险、筹资成本、企业价值等之间实现最优均衡的资本结构。如何判断和衡量企业资本结构的优劣,目前主要有以下定量标准或方法:①加权平均资本成本率最低点法。资本成本的确定始终存在着一些不确定性因素,如负债的成本、权益资本的成本和各种资金占筹资总额的比重处于不断变化之中;资本价值用账面价值还是市场价值,在理论和实践上还存在着分歧;用资本成本率来决策,主要考虑筹资成本,而没有充分考虑筹资效益等。②权益资本收益率法。假定企业资金总额及结构既定,企业支付的利息费用总额不变,当息税前利润(指支付利息和所得税以前的利润)增长时,单位利润所分摊的利息费用也相应减少,从而导致自有资金利润率的增长速度将会超过息税前利润的增长速度。只要在投资报酬率大于负债利率的情况下,负债比率越大,期望自有资金利润率就越高,表明负债比率接近100%时为最佳资本结构,这实质反映的是西方资本结构中的净收人理论。但是此理论没有考虑破产成本。③ ebit-eps分析法。其核心是根据不同的ebit(息税前利润)对eps(每股税后净收益)的不同影响,找出有债与无债的平衡点,以判断在什么情况下有债好,什么情况下无债好。④企业价值最大化标准。资本结构优化的基本目标是使企业价值最大化。而企业价值的基本含义是将企业视为一种商品,假定把企业在市场上拍卖,投资者所给予的估价。从西方资本结构分析来看,企业价值的具体计量方法等于资本结构决策标准,它充分考虑了现金流量、货币时间价值和风险报酬等各种与筹资决策、资本结构紧密相关的主要因素。但是,企业价值并非是企业全部资产的变现价值,它仅反映了企业在投资者心目中的一种形象,企业价值并非筹资效益指标。事实上企业价值论的观点是完全以资本市场为前提的,不管在理论上成立与否,在实际操作上,即使在西方发达国家,这个前提也是难以充分满足的。

      (二)最优资本结构区间。把最优资本结构定为一个“点”是不尽合理的,在很大程度上削弱了理论研究本身的实际指导价值。最优资本结构在理论上是可能存在的,但现实中却难以确定。从可操作性来说,企业最佳资本结构应该是某一个区间范围,这样会更富有现实和指导意义。试图在理论上研究出一个最佳资本结构点只能是理论上的假设,不能说这种研究是徒劳的,但可以说无实际意义。理论研究的主要目的不仅是给实践一个具体结论,更应该是指明具体的思维方式和途径。

    四、中国生仓山乙资浏惊a优化的刁莫王弋

      因为企业的资本结构是企业融资行为的结果反映,所以优化企业资本结构实际上就是对现有企业融资行为的调整。企业的融资行为是一个动态的、变化的过程。资本结构的优化模式主要有三种:存量优化、流量优化、存量优化和流量优化相结合。存量优化模式是指在不改变企业资本结构总量的基础上通过调整企业负债与权益资本的比例关系而优化企业的资本结构。存量优化一般适用于资本总量能满足企业生产经营的需要,但负债权益比的结构失衡的情况,可以通过企业的改制、拍卖、企业的债转股等方式改变企业现有不合理的资本结构。流量优化是指通过调整企业资本的总量,即通过优化企业的融资行为来优化企业的资本结构。它一般适用于企业资本总量过剩或不足的情况,可以通过发行股票或举借债务等方式来改变企业现有不合理的资本结构。存量调整和流量调整相结合的模式。则是两种方法并用。但并不是所有的资本结构调整都属于资本结构优化的范畴,如企业出现财务困境时减少注册资本的行为就是对债权人利益的损害。

第4篇:成本优化总结范文

关键词:浙江省;产业结构;综合评价

中图分类号:F062.9 文献标识码:A doi:10.3969/j.issn.1672-3309(x).2013.09.55 文章编号:1672-3309(2013)09-122-03

一、浙江省产业结构变动分析

产业结构是指一定区域经济内的产业构成和各产业间的技术经济联系与比例,以及其相互间发生作用的方式和途径。它从两个角度反映了一个国家和地区经济增长的基本态势和经济增长的基本途径,一是从“内在作用”的角度动态地揭示了产业间技术经济联系及其作用方式演化的规律,二是从“量和比例的关系”角度静态地反映了一定时期内产业间技术经济数量的比例关系。产业结构具有三大特性,即层次性、相关性和相对性。

区域经济可以根据不同的标准划分为不同的产业部门,三次产业分类法便是一种常见的划分方法。本文中所说的产业结构,主要侧重于各产业之间的比例关系,这种比例关系通过产业的产值比重而体现,产业结构的变动则主要表现为各产业产值比重的变动。本文采用Moore结构变化值来测定产业结构变动。该指标将区域经济划分为多个产业部门,各部门的产值比重构成一组多维向量,两时期所构成的两组向量间的空间夹角θ即为产业结构变化的指标。计算公式为:

式中: θ即为产业结构向量夹角,即为所求Moore值;Qi t表示第t期i产业产值所占总产值的比重;Qi t-1表示第t-1期i产业产值所占总产值的比重。θ值越大,表明产业结构变动越大。依据浙江省历年统计年鉴,选取浙江省1991-2011年的三次产业比重的统计数据,计算出产业结构θ值如表1所示:

由表1可知,1991年与1992年浙江省的产业结构变动最大,其θ值分别为0.067和0.069,在这之后,产业结构变动幅度骤然减小到1994年的0.019,直到1999年,都保持在这一水平左右,在2000年,浙江省的产业结构有了较大幅度的调整,产业结构变动值上升到0.041,到2003年又回落到0.025,此后变动幅度逐渐减小,到2009年产业结构出现了一次较大的变动,其θ值达到了0.044,之后迅速下降到2010年的0.007。总的来看,浙江省的产业结构出现过三次短期的大幅度变动,其余时间内,产业结构一直处于较小幅度的波动之中。

二、浙江省产业结构优度评价

从产业结构的变动分析,可以看出产业结构的发展变化趋势,但如果要对产业结构的现状有一个综合的把握和了解,则必须对产业结构的优度进行研究。

(一)产业结构优度的内涵

产业结构优度是指产业结构在发展过程中所达到的水平和层次,主要体现在两个方面,即产业结构的高度化程度和产业结构的合理化程度,具体包括区域产业间的协调程度、产业发展的效率、产业结构的效益等。产业结构高度化是指产业结构从低级状态向高级状态发展的动态过程,也是产业结构向高技术化、高知识化、高加工度化和高附加值化发展的过程。从产业结构的结构比例看,高度化过程指在整个产业结构发展过程中,由第一次产业占优势比重逐级向第二次、第三次产业占优势比重演进,由劳动密集型产业占优势比重逐级向资金密集型、技术知识密集型占优势比重演进。从产业结构高度化的程度看,高度化过程包括产业高附加值化、产业高技术化、产业高集约化和产业高加工度化。产业结构的合理化是指产业结构从不合理向合理发展的动态过程。它要求在产业结构发展过程中要合理配置资源,协调各产业部门之间的比例关系,使生产要素在各产业间合理配置、有效利用。

(二)产业结构优度指标体系的功能和设置原则

基于对产业结构优度内涵的分析,可以通过构建产业结构优度评价指标体系,运用综合评价的方法对浙江省产业结构优度进行评价。产业结构优度评价指标体系力图以比较简明的方式,比较全面地反映被评价对象的信息,其基本功能应该具有以下四个方面:①判断功能。产业结构优度指标体系的指标所要判断和度量的问题正是被评价地区的产业结构的优化程度,指标体系通过其总体效应来刻划被评价地区的产业结构的总体状况。②控制功能。产业结构优度评价指标体系可以引导决策者在制定各项制度和决策时,以产业结构优化为目标。③选择功能。产业结构优度评价指标体系可以使决策者关注与产业结构优化相关的关键问题。④预警功能。产业结构优度评价指标体系能够反映和预测区域产业结构优化程度和发展态势,有利于决策者对区域产业结构进行针对性的调整和系统改进。

产业结构优度评价指标体系不是一些指标的简单堆积和随意组合,而是根据特定的原则建立起来的能够反映区域产业结构状况的多个指标构成的指标集。设计产业结构优度指标体系要遵循以下四个原则:①可行性原则,指标体系中的指标应该能够计量、可比,指标应当简明,计算所需数据易于获得并且可靠。②全面性原则,指标体系应当比较完备,它作为一个整体应该能够基本反映产业结构状况的主要方面或主要特征,对区域产业结构优度有一个全面的反映。③科学性原则,指标体系应该能充分表述产业结构优度的内涵,准确而系统地描述和把握产业结构优度的实质。④稳定性原则,指标体系中的指标内容在一定时期内应该保持相对稳定,这样可以比较和分析产业结构的发展过程和预测其发展趋势。

(三)产业结构优度评价指标体系构建

本文根据前文所提到的产业结构优度评价基准以及指标体系的设置原则,构建以下产业结构优度评价指标体系。各指标的具体含义为: X1:区域的人均生产总值反映了区域的生产效率,与人均国内生产总值相比较,可从一定程度上反映区域产业结构的优化水平。X2:城市化水平与产业结构优化水平之间具有密切的正相关关系,具有较好的产业结构的国家和地区必然具有较高的城市化水平,因此,可以用城市化水平指标反映产业结构优化水平。用城镇人口占总人口的比重来反映城市化水平。X3:第三产业产值占GDP的比重。产业结构的演进过程表明,随着产业结构的高度化发展,三次产业比重不断变化,最终第三次产业将占优势比重。X4:是指区域制造业产值占区域基础工业总产值的比重。因为产业结构的高度化包含产业的高加工度化内容,所以可用区域制造业的发展状况来衡量区域产业结构的高度化。X5:高技术产业产值占国内生产总值的比重。产业结构优化的主要影响因素是技术的进步,高技术在产业中的普遍运用能够促进产业结构优化。X6 :单位生产总值能耗。它反映区域产出对资源的消耗程度,即单位产值消耗能量越少,表明区域的产业结构效益水平越高。X7:劳动生产率反映了社会的生产效率,一定程度上是表现了产业结构的优度水平。

(四)浙江省产业结构优度评价

本文采用主成分分析的方法对产业结构优度进行综合评价,主成分分析法是一个重要的多元统计方法,可以通过对多个原始变量进行线性变换,把多指标的统计计算问题转化为少数几个主成分变量,从而用尽量少的综合指标代替众多的原始指标,并能通过这些综合指标尽可能多的反映原始变量的绝大部分信息。主成分分析方法的主要步骤为:①数据的标准化处理,主要是为了消除数据中存在的量纲的影响,从而得到标准化的矩阵,本文中采用均值和标准差来进行处理。②计算标准化矩阵的相关系数,并计算出相关系数矩阵的特征值和方差贡献率,然后根据方差累计贡献率来选择主成分的个数。③确定因子计算公式并计算因子得分。

依据前文所建立的产业结构优度评价指标体系,通过整理收集包括浙江省在内的全国18个省市的2012年统计年鉴数据,运用主成分分析的方法对这18个省市的产业结构优度进行评价,通过评价结果分析浙江省产业结构的优度水平。根据主成分分析方法,得到的主成分综合评价模型:

Z=0.5388y1+0.2030y2+0.1221y3

由此,可以得到各省市产业结构优度综合评价值以及排序结果如表3。

由表3可知各地区的产业结构优度水平存在较大的差异。上海、北京、天津、江苏四个地区的产业结构优度水平远高于其他地区,综合得分达到了1.0以上,而浙江省与广东省的产业结构优度水平最为接近,综合得分分别为0.8265与0.8737。在选取的18个省市中,浙江省的产业结构优度水平排在第6位,优度水平处在中等偏上的位置,但与产业结构优度水平较高的地区如上海、北京、天津、江苏相比,仍存在很大的差距。18个省市的产业结构高度化水平大致可以分为四个层次,第一层次包括上海、北京、天津、江苏四个地区,其产业结构优度高,第二层次包括广东、浙江、山东三个地区,其产业结构优度较高,第三层次包括吉林、重庆、湖北、黑龙江、湖南、陕西六个地区,其产业结构优度较低,第四层次包括安徽、广西、河北、河南、青海五个地区,其产业结构优度很低。

三、结论和政策建议

通过对浙江省的产业结构变动进行分析以及对浙江省的产业结构优度进行综合评价,可以看出浙江省的产业结构自改革开放以来在不断地发生变化,逐渐地趋向于合理化和高度化,而近年来,浙江省的产业结构变动程度逐渐变小,产业结构逐渐趋向于固化,这在一定程度上阻碍了浙江省的产业结构的优化,从而影响了浙江省的经济发展和产业竞争力。从产业结构优度的评价结果中,可以看到,浙江省的产业结构优化水平,虽然比较高,但是相对于北京、上海、江苏等产业结构优度高的 城市而言,其还存在一定的差距,尤其是相对于与浙江省同处于长三角地区的上海和江苏省而言,其产业结构的优度水平明显不及,这表明,浙江省的产业结构仍需要进一步的优化和调整,从而提升浙江省在长三角地区的经济竞争力。

浙江省在农业自然禀赋上具有鲜明特色,应进一步加强对农业的投入和支持力度,优化农业结构和布局,发展生态高效农业,进一步推进农业的集约化、产业化,通过采用农业新科技提高农产品的质量,充分利用浙江省的沿海地理环境,发展蓝色渔业,从而将浙江省的传统农业提升为具有市场竞争力的高效生态农业。浙江省在加快发展特色农业的同时,也应该加快改造传统制造业,改进传统的优势制造业行业,提升高新技术含量,不断推动产业的集群化发展,实施小企业成长计划,整合提升开发区和重点园区,增强研发、信息、培训、营销等服务功能,为制造业的发展构筑优良的产业集聚平台。伴随能源短缺和环境污染问题的日益严重,节能减排在经济发展的重要性越来越强,浙江省的部分产业能耗水平高,污染排放量大,但是经济效益水平低,这样的行业缺乏长远的发展潜力,应该通过制定惩罚性政策,促进其引进高技术,提高经济效益,降低污染。浙江省的服务业一直处在快速的发展之中,是经济体系中非常重要的行业部门,产业结构的调整和优化必须充分考虑到第三产业的发展情况,优化服务业的产业体系,把发展现代服务业作为新的经济增长点和结构调整的战略重点。

参考文献:

[1] 龚仰军.产业结构研究[M].上海:上海财经大学出版社,2002.

[2] 毛键.经济增长中的产业结构优化[J].产业经济研究,2003,(02): 26-36.

第5篇:成本优化总结范文

[关键词] 马钱子;总生物碱;士的宁;马钱子碱;急性毒性

[中图分类号] R285.1 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210(2012)12(c)-0035-03

传统大毒中药马钱子,又名番木鳖,是马钱科植物马钱(Strychnou nux-vomica L.)的干燥成熟种子,最早的记载见于《本草纲目·卷十八》,药理学研究表明其具有消肿止痛、抗炎、抗肿瘤等药理作用,因此,在中医药临床上得到广泛应用,可用于治疗风湿痹痛、面神经麻痹、肿瘤等疾病。

实验研究证实马钱子中的总生物碱为其主要有效成分,而总生物碱中又含有至少16种的生物碱成分[1],其中马钱子碱和士的宁为其主要成分,两者的含量分析多以单独进行[2-3],研究表明两者的总含量约占总生物碱的一半。其中,士的宁的毒性是马钱子碱的45~71倍[4-5],且药效学研究表明其在消肿止痛方面几乎没有活性[6],因此,本文利用的宁和马钱子碱在50%乙醇中溶解度相差悬殊的原理除去马钱子总生物碱中大部分士的宁,从而得到马钱子优化总生物碱,并进行了成分分析、安全性与药效评价,对于具有高度安全性的马钱子制剂的开发无疑具有重要的意义。

1 仪器与试药

1.1 仪器

日本岛津LC-20A高效液相色谱仪;AS1201自动进样器(大连依利特分析仪器有限公司);UV2800AH紫外分光光度计(优尼柯仪器有限公司);BS124S电子分析天平(德国赛多利斯公司);RE-52A旋转蒸发仪(上海亚荣生化仪器厂);循环水式真空泵,型号SHZ-D(Ⅲ)(巩义市予华仪器有限责任公司);PHS-3C PH计(上海雷磁公司);真空干燥箱,型号DZF-6020(上海精宏实验设备有限公司)。

1.2 试剂

本实验中所使用的马钱子为浙江中医药大学中药饮片厂生产(生产批号:20090219),经南京中医药大学蔡宝昌教授鉴定证实为马钱科植物马钱(Strychnos nux-vomica.L.)的干燥成熟种子;士的宁对照品(中国药品生物制品检定所),马钱子碱对照品(中国药品生物制品检定所);乙腈(色谱纯,美国TEDIA公司),其余试剂均为分析纯。

1.3 动物

ICR小鼠,许可证号:SCXK(苏)2007-0001,雌雄各半,体重18~22 g,购自扬州大学比较医学中心。

2 方法与结果

2.1 马钱子总生物碱的提取与纯化

称取生马钱子粉末50 g,过50目筛,以15倍量的70%乙醇回流提取半小时,共重复操作3次,合并3次所得滤液,用旋转蒸发仪将滤液真空干燥浓缩至干粉末状,取1 mol/L盐酸100 mL将粉末溶解,以4 000 r/min离心10 min,取得上清液,用40%NaOH将pH调整为12,用二氯甲烷萃取后合并二氯甲烷萃取液,真空干燥并精密称重,得到马钱子总生物碱,得率为(3.11±0.33)%(n = 5)。

2.2 马钱子优化总生物碱的制备

称取马钱子总生物碱粉末共100 mg,用60 mL 50%乙醇将粉末溶解,置于真空干燥箱中浓缩,烧瓶内壁上可见大量白色结晶析出,取浓缩液水浴继续浓缩至原体积的8%后,4 000 r/min离心10 min,倒出上清液,4℃冰箱中静置过夜,4 000 r/min离心20 min后弃沉淀,取得上清液置于真空干燥箱中60℃真空过夜,精密称重,得到优化马钱子总生物碱,得率为(43.85±0.33)%(n = 5)。

2.3 马钱子优化总生物碱的成分分析

2.3.1 酸性染料比色法测定纯度[7]

磷酸氢二钠1.681 8 g,磷酸二氢钠0.315 1 g,用水溶解,定容至100 mL得pH 7.2磷酸盐缓冲液。取pH 7.2的磷酸盐缓冲液,溶解溴麝香草酚蓝12.5 mg,定容至50 mL得显色液。

分别取马钱子优化总生物碱和马钱子碱适量,以氯仿定容,配制为0.10 mg/mL的氯仿溶液,制备供试液与对照品溶液。

取氯仿样品溶液和对照品溶液各0.5 mL至锥形瓶,60℃真空干燥,加入4 mL显色液,涡旋1 min,再加入6 mL氯仿,涡旋2 min,移至分液漏斗,静置4 h后将氯仿层放出,倒入比色皿中进行比色测定,检测到波长为416 nm,平行3份测定。另取0.5 mL氯仿作为空白对照,同法操作。以测得的马钱子碱计的总生物碱含量除以称重含量计算纯度(%)。结果表明,制得的马钱子优化总生物碱以马钱子碱计,其纯度为(100.66±1.84)% (n = 3)。说明所制得的马钱子优化总生物碱的纯度很高。

2.3.2 HPLC法测定马钱子碱与士的宁的含量

根据王绚等[8]的研究比较结果,本实验选择高效液相色谱法(HPLC)来测定马钱子碱与士的宁的含量。

2.3.2.1 色谱条件 Kromasil C18(4.6 mm×250 mm,5 μm),流动相:pH 2.8酸水(含0.02 mol/L磷酸二氢钾与0.01 mol/L庚烷磺酸钠等量混合溶液,用10%磷酸调节pH到2.8)∶乙腈=76∶24,流速:1 mL/min,检测波长:264 nm,进样量:10 μL,柱温:40℃。

2.3.2.2 对照品溶液和供试品溶液的制备 按《中国药典》2010年版一部所述方法,各称取马钱子碱对照品10 mg、士的宁对照品10 mg,分别置于10 mL容量瓶中,加氯仿溶解定容。各取0.1 mL,用甲醇稀释至5 mL于同一5 mL容量瓶中,摇匀即得对照品溶液和供试品溶液,其中每1毫升含马钱子碱20 μg和士的宁20 μg。用氯仿将马钱子优化总生物碱溶解配制成10 mg/mL溶液,取适量用甲醇稀释、定容到25 μg/mL,进样分析。按《中国药典》2010年版方法,以对照品和供试品相应色谱峰面积值,采用外标一点法进行定量。色谱见图1,测定结果见表1,可见优化后士的宁的含量显著下降,马钱子碱与士的宁的比例为2.7∶1。

A.对照品;B.马钱子总生物碱;C.马钱子优化总生物碱; 1.马钱子碱;

2.士的宁;3.马钱子碱氮氧化物

2.4 马钱子优化总生物碱的急性毒性研究

小鼠18~22 g,雌雄各半。受试药物为马钱子总生物碱和马钱子优化总生物碱,给药途径为尾静脉注射。通过预实验确定100%死亡组剂量Dm和0死亡组剂量Dn,马钱子优化总生物碱组在Dm(9 mg/kg)和Dn(1.575 mg/kg)的剂量范围内设4个剂量组,分别为2.161、3.087、4.410、6.300 mg/kg (剂量等比级数1∶0.7)。马钱子总生物碱组在Dm(1.60 mg/kg)和Dn(0.272 mg/kg)的剂量范围内设4个剂量组,分别为0.385,0.549,0.784,1.120 mg/kg (剂量等比级数1∶0.7)。每个剂量组10只小鼠。按Bliss法计算的实验结果见表2。可见,优化后马钱子总生物碱的毒性显著下降,LD50比优化前提高了4.8倍。

2.5 马钱子优化总生物碱的抗炎作用评价

精密称取马钱子总生物碱(马钱子碱与士的宁含量比为1∶2)、马钱子碱、优化马钱子总生物碱(马钱子碱与士的宁含量比为1.8∶1)适量,用含20 %乙醇的PBS(pH=7.4)溶解,浓度为1 mg/mL。

2.5.1 分组

实验小鼠随机分为7组,每组10只。分别为空白对照组;阳性组(云南白药酊);马钱子总生物碱组;马钱子碱组;优化马钱子总生物碱高、中、低剂量组。

2.5.2 给药方案参照文献[9]

于小鼠右耳涂抹20 μL二甲苯,左耳作为对照不涂二甲苯,30 min后,于各组小鼠左右两耳涂抹相应的受试药物,空白组给予含20%乙醇的PBS,给药组给予优化马钱子总生物碱,一共涂抹药物3次,每次为80 μL,间隔10 min,最后1次给药40 min后将小鼠颈部脱臼处死,剪下左右两耳,用直径为6 mm的打孔器在左右两耳相同部位打下圆耳片并称重。结果见表3。

可见,马钱子优化总生物碱的有效剂量为6 mg/kg,马钱子优化总生物碱抑制耳肿胀的效果显著优于马钱子总生物碱。

3 讨论

本实验中显色液的pH值及吸收波长,对于用酸性染料比色法来测定总生物碱纯度时对测定结果有很大影响,此结论在前期已通过实验考察[6],并确定最佳的pH值为7.2,测定波长为416 nm。总生物碱纯度的测定结果表明马钱子优化总生物碱的纯度很高,接近100%。

士的宁已经被证明抗炎镇痛效果较弱且毒性较强,例如有文献证明非士的宁马钱子总生物碱才是抗关节炎的主要有效部位[10],因此将士的宁去除有利于减毒增效,但是要完全去除需要应用大孔吸附树脂上柱洗脱,周期长,效率低。前期研究表明马钱子碱和士的宁在50%乙醇中的溶解度分别为(455.40±0.03)和(1.60±0.03)mg/mL,溶解度相差近284倍,因此应用溶剂溶解分离就去除了绝大部分士的宁得到马钱子优化总生物碱,工艺简单,有利于推广应用。

药效学研究表明,与马钱子总生物碱相比,马钱子优化总生物碱经皮给药后对耳肿胀的抑制作用显著增强;而急性毒性试验结果也表明,静脉注射途径下,马钱子优化总生物碱的安全性提高了近5倍。这些试验结果均表明,马钱子优化总生物碱可以实现减毒增效,本研究结果与其一致。

[参考文献]

[1] 蔡宝昌,吴皓,杨秀伟,等.马钱子中16个生物碱类化合物13CNMR谱的数据分析[J].药学学报,1994,29(1):44-48.

[2] 张婷,陈军,王玮,等.马钱子碱脂质体在大鼠体内的药物动力学研究[J].中华中医药学刊,2012,28(1):69.

[3] 邹龙,桂卉,黄世超,等.不同粒径马钱子粉体中士的宁在大鼠体内的药物动力学研究[J].中华中医药杂志,2009,24(12):1568.

[4] 贾旋旋,李文,李俊松,等.马钱子的毒性研究进展[J].中国中药杂志,2009,34(18):2397-2399.

[5] 于智敏,王克林,李海玉,等.常用有毒中药的毒性分析与配伍宜忌[M].北京:科学技术文献出版社,2005:59.

[6] Chen J,Wang X,Qu YG,et al. Analgesic and anti-inflammatory activity and pharmacokinetics of alkaloids from seeds of Strychnos nux-vomica after transdermal administration:Effect of changes in alkaloid composition [J]. Journal of Ethnopharmacology,2012,139(1):181-188.

[7] 陈军,蔡宝昌,沈春云,等.马钱子总生物碱的含量测定[J].中药新药与临床药理,2007,18(6):468-471.

[8] 王绚,陈军,蔡宝昌.马钱子体内外分析研究进展[J].中国实验方剂学杂志,2011,17(13):258-262.

[9] 胡巍,陈军,蔡宝昌,等.马钱子碱经皮给药的镇痛作用[J].中华中医药学刊,2008,26(2):385-386.

第6篇:成本优化总结范文

关键词:老工业区;产业结构优化;随机规划

中图分类号:F42 文献标识码:A

原标题:基于随机规划的老工业区产业结构优化模型——以上街区为例

收录日期:2013年8月30日

一、引言

长期以来,老工业区为我国的工业经济发展做出了重要贡献,但是随着我国经济及城市化的发展及快速扩张,其产业结构的不合理引起经济发展的一系列问题。优化调整产业结构,确立合理的经济发展优化目标成为老工业区经济发展面临的主要问题,研究老工业区产业结构优化对促进其经济发展和转变经济增长方式具有十分重要的意义。

产业结构优化是每个国家或地区经济发展的必要过程,国内外学者对于产业结构优化方法研究也已形成了若干成果。Igor提出环境与产业结构系统动态模型。Bahn等研究经济增长和气候变换之间的关系,提出MERG模型,对现实经济进行模拟。王光净等以博弈论为分析工具,提出了基于合作博弈的产业结构优化模型与求解算法。马树才从产业结构技术进步、产业结构合理化方面研究产业结构调整优化问题,采用非线性规划方法构建产业结构调整优化模型。还有一些是从定性角度提出的产业结构优化对策,如培育主导产业的接替产业;合理利用金融发展、实物投资、技术创新和人口流动对区域产业结构优化升级的调节效应;提高科技水平等。但关于产业结构优化问题的研究偏重于定性分析,而在产业结构优化定量化评价方法比较片面,不能全面衡量产业结构的整体素质。此外,产业结构在长期演变过程中具有随机性和不确定性,受到自然资源、需求变化、投资决策、科技进步及生态环境等诸多因素的影响。因此,本文结合老工业区产业结构发展的实际情况,综合考虑经济发展、充分就业、低污染的发展目标和约束条件,采用随机规划方法构建产业结构优化模型,并以上街区为例进行实证分析,为产业结构优化决策提供科学的理论依据和技术支持。

二、老工业区产业结构优化模型

(一)随机规化基本原理。随机规划是处理随机数据的一种数学规划方法,它与确定性数学规划相比,最大的区别在于将随机变量引入到系数中,这使得随机规划对解决实际问题更具有实用价值。随机环境下建立模型时,可以将此类含有随机变量的函数通过以下三条途径进行处理:

1、建立期望值模型:原来的目标函数与约束中都含有不确定函数,而这些不确定函数就用期望值来代替。

2、建立机会约束规划模型:当约束条件中含有不确定变量时,且该变量在观测到之前需要对其进行判定决策,应该遵循以下原则:在一定程度上,所作决策可以不满足约束条件,表示仅需满足约束条件的机会不小于事先设定的置信水平即可。

3、建立相关随机规划模型:从必要性测度、可信性测度、信任测度等方面实现极大化。

(二)模型假设与决策变量确定。在产业结构优化的过程中,由于社会经济问题的随机波动性和不确定性,一些经济指标很难用常规方法确定,采用随机规划处理方式将其反映在模型的数据中。

1、模型假设

假设1:每个部门各种投入数量与该部门的总产出成正比例变动,即投入量是产出量的线性函数;

假设2:每个部门只有唯一的消耗结构,即仅用一种技术方式生产一种产品,且不同部门之间的产品不存在相互替代现象;

假设3:现有的科学技术水平不变,即直接消耗系数和投资系数在一定时期相对稳定;

假设4:本模型仅假设污染为随机变量;

假设5:随机变量服从正态分布,且置信区间设为95%。

2、决策变量。据实地调研可知,老工业区的发展主要包括农业、铝业、机械制造业、绿色新材料行业、通用航空业、服务业等产业,本文根据主导产业确定10个决策变量,定义Xj表示第j个产业的产值(j=1,2,…,10)。

X1:农业;X2:有色金属冶炼;X3:通用设备制造业;X4:非金属矿物制品业;X5:有色金属矿采选业;X6:交通运输和仓储业;X7:房地产业;X8:批发和零售业;X9:住宿和餐饮业;X10:文化、体育和娱乐业。

(三)目标函数与约束条件分析

1、目标函数确定。理论上衡量产业结构优化的目标准则较多,根据宏观经济发展战略和老工业区产业结构现状,在已有的产业结构优化模型基础上,为了提高模型的简明性和可操作性,本文选取经济增长、充分就业、资源节约为产业结构优化的目标函数。

(1)经济增长目标。选取某一年为基期,报告期的GDP与基期GDP的比率就是经济增长率。经济增长目标可按式(1)计算:

max■ (1)

其中,X=(X1,X2,……,Xn)T是各产业部门(决策变量)报告期总产出列向量;Xj是第j个产业部门的产出量,j=(1,2,……n);X0是各产业部门(决策变量)基期总产出列向量;A=(ajk)(j,k=1,2,……,10)表示投入产出消耗系数矩阵;ET表示单位列向量转置,为求和矩阵。

(2)充分就业目标。就业是老工业区经济发展中面临的重要问题,产业结构优化的另一目标就是使就业尽可能大,即失业率最低。本文充分就业目标用失业率最低来表示。

min 1-■ (2)

其中,L指劳动力的总供给量;lj指以社会总产值核算的各产业劳动生产率; ■表示就业率,即当前经济发展需要的劳动人数除以地区所有劳动人数。

(3)资源消耗目标。老工业区经济发展存在着资源浪费和过度消耗问题,高能耗的经济增长方式和高碳产业结构导致环境污染。为实现产业结构优化,选取资源消耗最小化为产业结构优化目标。

min ■ (3)

其中,C■指产业部门j对第i种资源的消耗率。

2、模型约束条件分析

(1)消费需求约束条件。各部门生产提供的产出总值必须满足全体消费者需求。

(1-s)[eT(X-AX)]≥eTYc (4)

其中,s为国内储蓄率,YC为最终消费列向量。eT(X-AX)代表各部门提供给消费者的最终产出,等于国民生产总值减去各部门消耗的产出。

(2)资本形成约束条件。产业结构优化中,各部门的投资来源包括:一是国内资本或地区资本用于各个产业的投资;二是通过招商引资途径引入外来资本。这些投资行为在生产过程中用于资本形成。因此,要求投入资本大于资本形成。

(s+sf)[eT(X-AX)]≥eTYl (5)

其中,sf为外国资本流入占GDP的比例,Yl为资本形成列向量。

(3)净出口约束条件。外国投资的产出应该大于或等于一国或地区对国外产业需求的总和,应该满足国内或地区居民消费水平。

sf[eT(X-AX)]≥eT(-Yn) (6)

其中,Yn为净出口列向量。

(4)劳动力供给约束条件。劳动力作为生产要素对上街区经济发展有重要的贡献,因此应尽可能提供充足的就业岗位。

(5)部门产出平衡约束条件。在经济活动中产品的需求等于供给,但是维持两者的平衡往往又比较困难,因此产业的供给应该大于消费、资本形成与净出口总和。

X-AX≥YC+Yl+Yn (8)

(6)环境约束条件。保护生态环境、控制污染是老工业区经济发展长期面临的严峻问题,在产业结构优化中,各部门单位产出所产生的“三废”(废气、废物、废液)总和不超过规定的污染最大排放量。由于污染事件是不可预测的,污染控制具有不确定性,本文选取污染作为随机变量,应用概率约束规划。

P(agx+εg≤G)≥βg (9)

P(asx+εs≤S)≥βs (10)

P(awx+εw≤W)≥βw (11)

其中,G、S、W分别为该地区在一定时期内经济发展所允许的废气、废物、废液排放量上限,εg、εs、εw分别为废气、废物、废液的随机排放量,βg、βs、βw为满足不等式成立的概率,这需要各地区根据发展状况确定(本文选取95%)。

(7)非负约束。模型中各部门的总产出均为非负:

X=(X1,X2,……,Xn)T≥0,Xn≥0 (n=1,2,……10) (12)

(四)模型建立及求解。由于εg、εs、εw是随机变量,根据随机优化理论,可将不等式(9)(10)(11)转化为:

G-agTX≥ф(βg) (13)

S-asTX≥ф(βs) (14)

W-agTX≥ф(βW) (15)

上式不等式中ф(βg)、ф(βs)、ф(βW)为正态分布下的置信水平,本文选取的置信度为95%,此时对应的置信水平则为1.96。

为了便于理解,将经济增长目标转化为最小化问题,即将目标函数(1)转化为:

min■ (16)

三个目标函数的权重分别设为?姿1、?姿2、?姿3,且■?姿i=1。

通过对目标函数和约束条件的处理,本文的随机优化模型完全转化为确定性的线性规划模型,形式如下:

min ?姿1■+?姿2(1-■)+?姿3■

s.t.(1-s)[e■(X-AX)]≥e■Y■(s+s■)[e■(X-AX)]≥e■Y■s■[e■(X-AX)]≥e■(-Y■)0

三、实证分析——以上街区为例

(一)数据收集与分析。本文根据河南省2007年的投入产出表,以2010年作为基准期,对2015年进行预测,相关数据均来自于2007年到2010年的上街统计年鉴,污染排放量系数及模型中其他相关参数均由上街统计年鉴相关数据整理得出。

为了使本文模型具有时效性,采用RAS方法对投入产出表进行修订,得到2010年直接消耗系数矩阵。由于替代效应和制造效应的共同影响引起投入产出表直接消耗系数的变化,所以修订后的消耗系数矩阵比基期消耗系数矩阵更加接近报告期的实际数据。

(二)模型求解。本文通过最简化的形式来讨论这种多目标优化方法的有效性以及各产业最优产量值随着目标权重改变的变动情况。按照评价函数法,多目标按照权重法将问题转化为单目标优化问题。本模型中的三个目标经济增长、充分就业与节约资源的权重分为以下四种情况讨论:

1、中性方案:(λ1,λ2,λ3)=(1/3,1/3,1/3),即经济增长、就业与资源节约具有同等重要程度。

2、经济增长偏向:(λ1,λ2,λ3)=(1.0,0),即经济增长比就业与资源节约更重要。

3、充分就业偏向:(λ1,λ2,λ3)=(0,1,0),即就业比经济增长与资源节约更重要。

4、节约资源偏向:(λ1,λ2,λ3)=(0,0,1),即资源节约比经济增长与充分就业更重要。

(三)结果分析。利用MATLAB软件,上述四种方案模拟结果如表1和表2所示。(表1、表2)将上述模拟结果与基期2010年进行比较分析,模拟结果显示模型对三个目标函数权重系数的敏感性较弱,特别是在经济增长偏向型、充分就业偏向型和中性方案这三种方案中,模拟结果相差不大,而节约资源型方案有显著差异。从表1可以发现:

1、从GDP增长速度看,在经济增长偏向型方案中,上街区2015年的GDP达到127.6亿元,比2010年增加38.2亿元,上升幅度高达42.7%,充分就业偏向型和中性方案同经济增长型结果基本相差不大;在资源节约型方案中,GDP增长速度最为缓慢,仅由89.4亿元上升为108亿元,这是由于资源节约型方案限制了上街区一些工业部门的产出,从而减少了总产出。

2、从三次产业增加值比重看,经济增长偏向型方案中2015年三次产业的比例为0.6∶76.2∶23.2,同2010年三次产业比例相比,第一产业比重基本无变化,第二产业下降了3.1%,第三产业上升了5.1%;充分就业偏向型方案中三次产业变化不明显,变化浮动控制在1%左右;中性方案中第一产业比例下降了0.1%,第二产业比例下降了5%,而第三产业增加了5.1%;节约资源型方案中三次产业比例变化最为明显,第一产业上升了0.2%,第二产业下降了7.5%,第三产业增加了7.2%。不难发现,在经济增长偏向型、中性方案和节约资源型方案中,第二产业比例均下降,第三产业比例均上升,这表明上街区经济发展中存在资源过量消耗,产业结构第二、第三产业存在比例不协调现象,应加大第三产业的发展。

3、从失业率看,经济增长偏向型、中性方案和充分就业偏向型失业率呈下降趋势,而节约资源型方案失业率远高于另外三个方案,这是由于节约资源限制了工业部门的发展,不能提供足够的就业岗位。

4、在污染排放中,节约资源型方案污染物控制效果最为明显,另外三方案控制效果不明显。这说明上街区污染强度大的产业部门较多,产业结构调整时污染控制任务非常艰巨。

在分析产业结构时,各产业部门的增加值是上街区生产总值的重要组成部门。表2给出了上街区在四种方案下,10个产业部门GDP结构的变化情况。

上街区农业部门GDP比重在1%以下,模拟结果显示经济增长型、充分就业偏向型和中性方案中比重变化不显著;而在节约资源型方案中第一产业GDP比重上升了0.3%。

第二产业GDP比重占有绝对主导地位,尤其是产品加工业相关的有色金属冶炼及延迟加工业、通用设备制造业、非金属矿物制品业和有色金属矿采选业,这几乎是上街区GDP的全部来源,比重高达80%以上。从模拟结果可看出,第二产业GDP在经济增长型、充分就业偏向型、节约资源型和中性方案中都呈现不同幅度的下降,节约资源型方案变化最为明显。这是因为资源节约限制了第二产业中高耗能、高污染的产业。此外,工业部门中生产高附加值产品的产业部门还不大、不强,初级产品居多,资源消耗过量却不能带来高收益率,限制了经济的增长。而且,高耗能、高污染产业还导致了大量污染物的排放,尤其是初级产品的生产,不仅大量原材料、能源被消耗掉,污染物也被留在了生产地。

根据上街区2010年统计数据可知,第三产业GDP比重约为20%左右,模拟结果显示交通运输业、房地产业、批发零售部门及住宿餐饮、娱乐业上升较快,但是占有比重仍然较低,这表明第三产业上升空间较大,上街区政府应加快第三产业的发展。

四、总结

本文以经济增长、充分就业、资源节约为优化目标,选取老工业区10大主导产业,采用随机多目标规划方法构建产业结构优化模型,并以上街区为例,设计四种方案对2015年产业结构进行模拟分析。模拟结果显示,上街区第一产业GDP比重较低,变化不明显;第二产业GDP比重占有绝对主导地位,但是呈下降趋势;而第三产业GDP比重逐渐上升,有较大的发展空间。此模拟结果对老工业区今后产业结构优化的路径选择具有一定的参考价值。但在实际应用中,产业结构优化不确定性影响因素众多,且随机过程复杂,因此还需进一步从动态角度对产业结构多目标优化进行深入研究。

主要参考文献:

[1]SLOOT P M putational sciences-Iccs 2003[M].Heidelberg:Springer Berlin,2003.

[2]BAHN O,DROUET L,EDWARDS N R,ETL.The coupling of optimal economic growth and climate dynamics[J].Climatic Change,2006.79.

[3]王光净,杨继君等.基于合作博弈的区域产业结构优化模型[J].工业工程与管理,2010.1.

[4]马树才.以经济增长为目标的产业结构调整优化模[J].辽宁大学学报(自然科学版),2005.3.

第7篇:成本优化总结范文

Abstract: For the large truss structure, this paper derived a structure optimization method. The design goal is the minimum flexibility or maximum stiffness, and the mechanical standards is full strain criteria. Under the premise of the weight of the entire truss structure satisfying certain constraints, it achieved the minimum flexibility by optimizing the cross-sectional area of the bar. Simulation results show that the method can achieve the smallest overall flexibility of truss structure under a limited number of iterations. It took the sum of two iterations of all bar cross-sectional area difference as the stopping criterion, with the decrease of stopping criterion, the number of iterations used in the calculation increases, and the computation time also gradually increase. In practical applications, we should determine stopping criteria based on the actual demand and cost constraints.

关键词:满应变;最小柔度设计;桁架

Key words: full response;minimum flexibility design;truss

中图分类号:G31文献标识码:A文章编号:1006-4311(2011)11-0052-02

0引言

结构优化设计是指在保证结构安全的前提下,提出一种切实可行的设计方法,在所有的可行设计中找到一组(或几组)使得结构的某个评价指标(比如结构重量,造价等)最优的设计[1]。随着机械结构在航空、航天、汽车、生物医药等众多领域越来越广泛的应用,人们对工程中使用的机械结构有了越来越多的要求。在结构零部件设计中,减轻结构重量、提高结构可靠性已经成为当前航空航天、汽车以及军事等领域的一个重要的设计主题。基于此,结构优化设计近些年来得到了蓬勃的发展,吸引了越来越多的科学工作者投入研究,各种研究成果也不断涌现。

结构优化一般分为三个层次:尺寸优化、形状优化和拓扑优化[2]。其中尺寸优化是指在保持结构的形状和拓扑结构不变的情况下,通过优化截面面积、选择最佳厚度等,寻求结构组件的最佳截面尺寸与最佳材料性能的组合关系。如对于桁架结构中的杆件各端面半径尺寸的优化。

常用的结构优化力学准则可分为两大类,即满约束准则(满应力准则)和能量准则(满应变准则、应变能密度准则和最大总应变能准则)[3]。它们的基本思想就是充分发挥材料的强度或贮能(应变能)作用,使所用材料最省(体积最小)或结构最轻。这其中,满应变准则是应用比较广泛的一种优化准则,它认为结构中单位体积的应变能达到与材料强度允许的最大应变能时,结构重量最轻。满应变准则法不仅适用于杆件结构,同样适用于弯曲单元和其它单元,它的应用范围比满应力法更广。

桁架结构广泛应用于桥梁、建筑结构中。本文以厂房网架结构设计为例,推导出一种结构优化设计方法。其设计目标为整个结构的柔度最小,也即刚度最大;采用的力学准则为满应变设计准则;在整个桁架结构重量满足一定约束的前提下,通过优化各杆件截面积,达到整体柔度最小。仿真结果表明,该方法可以在较少迭代步数之内得到收敛,实现桁架结构的优化。

1基于满应变准则的最小柔度设计算法推导

图1所示为受集中载荷的七杆铰接桁架(杆仅受轴力),各杆杆长、材料一定,质量密度相同,假定杆始终处于线弹性。现在以各杆横截面积Ai(i=1,2,…,7)为设计变量(其下限为A0>0),设计总体柔度C最小的桁架,使得结构总体体积不超过给定值V0。

1.1 根据上面的描述,可以得出基于重量约束的最小柔度设计最优化模型为:minmize{C=Pu}Ai,usubiect to V(A)=AiLiV00A0Ai,i=1……7Ku=P(1)

上式中,P―节点外力,u―节点位移,K―刚度矩阵,Ai―各杆截面积,Li―各杆长度。

1.2 构造Lagrange扩张函数:

L=Pu+∑μi(A0-Ai)+αT(Ku-P)λ(∑AiLi-V0)(2)

上式中,μi、α、λ为Lagrange乘子。

1.3 建立最优性必要条件(Kuhn-Tucker条件)

L(Ai,u)=0(L/u)=0PT+Ku=0(3)

L(Ai,u)=0=0λLi-μi+αTu=0λLi-μi-uTu=0

(4)

λ(∑AiLi-V0)=0(λ0)(5)

μi(A0-Ai)=0(i=1……7)(μi0)(6)

∑AiLiV0(7)

0A0Ai(8)

Ku=P(9)

当Ai>A0时,由(6)式可知μi=0,由(4)式可得:λLi-uT(K/Ai)u=0,从而得出:(Ui/Vi)=(λ/2)。当Ai=A0时,由(6)式可知μi0,由(4)式可得:λLi-uT(K/Ai)u-μi=0,从而得出:(Ui/Vi)(λ/2)。所以,最优性必要条件为:如果Ai>A0,则(Ui/Vi)=(λ/2),否则Ai=A0,(Ui/Vi)(λ/2)

下面的问题就是如何确定λ。从(6)可以看出,如果对于i=1……7,Ai=A0,那么问题就没有讨论的价值,也即没有优化的必要,我们不讨论这种问题。所以,对于i=1……7,存在Ai≠A0,也即存在μi=0。此时,由(4)式可知:λLi-uT(K/Ai)u=0,从而推出λ≠0。

结合(5)式,得到:∑AiLi-V0=0(10)

式(10)就成为我们求解λ的依据。

这样,我们得出了迭代优化算法。具体流程图见图2 所示。

在这种迭代优化算法中,我们在每一步的求解λ的过程中始终使用了∑AiLi-V0=0,也即∑ALi-V0=∑ALi-V0。这样,就保证总体重量约束得到满足。

2大规模桁架结构优化仿真实例

桁架结构广泛应用于桥梁、建筑结构中。某厂房网架结构如图3所示,共有42个结点,141根杆,所有杆的初始截面积为0.02m2,现采用本文推导出来的基于满应变准则的最小柔度优化设计方法进行设计。设定杆截面积下限为0.0002,上限为0.03,停机准则e为两次迭代所有杆截面积之差的总和。当停机准则e=1e-4时,最终得到各杆截面积如图4。从图4可以看出,各杆截面积从最初均为0.02降到(2~4)10^(-4),基本上接近杆截面积的下限。随着停机准则的减小,迭代次数逐渐增大,所耗计算时间也逐渐增长。

4结论

4.1 本文推导出来的基于满应变准则的最小柔度设计算法,可以实现大规模桁架结构的优化计算。通过改变桁架截面积,在满足重量约束的前提下,可以在有限迭代步数下实现桁架结构总体柔度最小。

4.2 将两次迭代所有杆截面积之差总和作为停机准则,随着停机准则的减小,整个计算所用迭代次数逐渐增大,所需计算时间也逐渐增长。在实际应用中,应根据实际需求和成本限制综合确定精度。

参考文献:

[1]白巍.可置信性结构鲁棒优化设计若干问题的研究[D].大连理工大学:2009.

[2]杨姝,复杂机械结构拓扑优化若干问题研究[D].大连理工大学,2007.

[3]霍达,王光远,周正源.桁架优化力学准则的失效问题[J].哈尔滨建筑工程学院学报,1984.2:41-53.

[4]Guo X, Cheng G, A new approach for the solution of singular optimum in structural topology optimization[J]. Chanica Sinica, 1997, 13(2):171-178.

[5]Querin OM, Young V, Steven GP, etal. Computational efficiency and validation of bi-directional evolutionary structural optimization[J].Computer Methods in Applied Mechanics and Engineer-ing,2000,189(2):559-573.

[6]LINDEMANN A, BICKLER B, etal, Mars exploration rover mobility development-mechanical mobility hardware design, development, and testing[J]. IEEE Robotics and Automation Magazine, 2006,13(2):19-26.

第8篇:成本优化总结范文

关键词:ANSYS软件;空间桁架结构;拓扑优化;设计方案

就目前的建筑技术而言,空间桁架结构的优化设计一般都是采用拓扑优化或者采用尺寸优化。本文中主要论述了采用拓扑优化的设计方法,。所谓拓扑优化,也可以称之为轮廓优化,再往广义范围里讲,也可以称之为形状优化。拓扑优化大概可以分为离散体与连续体两种形式,但在实际的使用中,一般都是采用离散体的拓扑优化方法。这种优化方法表现在现代建筑的空间桁架结构中,主要是通过相关测量和调查,以掌握每个杆件之间的距离大小,然后再使用通过拓扑优化的方法来确认是否有杆件的存在。而对于连续体的方法来讲,现有的技术水平已经能够通过一定的软件技术来分析边界等基础信息,以得出最优的设计方案,这种技术的发展对于空间桁架结构的初期设计有着重大的意义。以下本文就以连续体的拓扑优化方式,通过采用ANSYS软件来对空间桁架结构的设计进行优化处理。

1、分析空间桁架结构拓扑优化设计的意义

空间桁架结构作为大跨度建筑结构设计中较常采用的结构形式,其具有材质轻、施工简便以及通透性好等特点,在体育馆、海洋馆等有着大跨度要求的建筑结构中有着广泛的应用,因此提高其结构设计水平、优化结构设计方法对于保证空间桁架结构的施工质量,提高桁架结构的稳定性与安全性来讲都有着很重要的意义。而在对空间桁架结构设计进行优化时,常常采用ANSYS软件来对结构进行有限元分析和计算,通过ANSYS软件的强大计算功能来实现设计最优化的目的。所谓实现设计最优化,就是指在确保结构的安全的前提下,尽可能的减少材料的使用量,降低工程成本。以达到最经济合理的设计方案。这对于实现节能建筑理念和可持续发展理念在空间桁架结构中的有效运用是有着关键作用的。因此,对空间桁架结构的设计进行拓扑优化处理是非常有必要的。

2、建立空间桁架结构拓扑优化设计模型

ANSYS拓扑优化功能可以用于求得最优结构,以获得最大刚度、最小体积或最大自振频率。拓扑优化的原理是在满足结构体积减小量的条件下使结构的柔度极小化,极小化的结构柔度实际就是要求结构的刚度最大化,优化过程是通过自动改变设计变量,即单元伪密度来实现的。单元伪密度为O的材料为可以删除的部分,单元伪密度为1的材料为保留的部分。

ANSYS拓扑优化功能,模型中只能有下列单元类型:二维平面单元PLANE2和PLANE82,用于平面应力或轴对称问题;三维块单元SOuD92和SOLID95;壳单元SHELL93。

而在本文研究中的空间桁架结构总体尺寸较大,为5.8 m×5.8 m×25 m,且作用力都集中在结构的外表面。若采用三维实体单元,尽管建模简单,但计算量大且对机器配置要求高,故采用壳单元SHELL93。

ANSYS程序只对单元类型编号等于1的单元网格进行拓扑优化,对于单元类型编号等于或大于2的单元网格部分不进行拓扑优化。所以,在划分模型网格时,必须确保拓扑优化的区域的单元类型编号为l。

优化模型根据与其连接部分结构尺寸条件建立,臂架结构顶部采用板结构焊接形式,本文将确定其为非优化区域,板厚为20 mm,优化区域是由3个面组成的空间三维连续体结构,板厚为30 mm。结构顶部前端垂直载荷40 t,结构仰角:8l度。

3、空间桁架结构的拓扑优化及其优化结果

在建立了相应的优化模型之后,我们对臂架底部铰接的空间桁架结构设计方案,通过线性结构静力分析的手段对其开展了拓扑优化。现将拓扑优化的具体过程以及结果分析分别描述如下,以供参考。

3.1空间桁架结构的拓扑优化过程

ANSYS程序提供了1个专门用于预定义总体积的拓扑函数,即VOLUME,它既可作为目标函数,也可以用于约束条件。本文定义目标函数为MCOMP,VOLUME减少60%为约束条件,定义目标函数和约束条件的命令流如下:

TOCOMP,MCOMP,MULTIPLE,4!

定义多柔度作为拓扑优化函数MCOMP

TOVAR,MCOMP,OBJ !

定义柔度函数MCOMP作为拓扑优化目标

TOVAR,VOLUME,CON,60 !

总体积VOLUME减少60%

TODEF,O,O.00l !

收敛容差为0.0001

TOPITER,20,l !

最多执行20次迭代

ANSYS程序提供2种拓扑优化方法:一是优化准则法;二是连续凸函数寻优法。前者只适用于以体积作为约束条件的问题;后者可以用于所有的目标函数和约束条件的组合问题。由于本文是把体积作为约束条件,故选择优化准则法。

3.2空间桁架结构的拓扑优化结果

在采用ANSYS软件来对空间桁架结构进行拓扑优化的过程中,我们在对其进行多次计算后比较分析,发现了在拓扑优化的过程中可以得出下述几点结论:

首先,可以从多次反复计算中看出,空间结构桁架的板厚大小并不构成对拓扑优化实施的影响,因此可以不必考虑板厚这一因素对结构设计的影响。

其次,我们在利用ANSYS对结构进行拓扑优化时,并未全面考虑到结构中所使用杆件的长度、细度等问题,因此在其他的结构设计优化中,若要顾及美观、或者顾及杆件的长细比、或者顾及到杆件的制造工艺需求等多方面因素时,可以相对调整优化结果,使杆件的布置有所变动来满足设计需求。

第三,ANSYS进行多工况加权求和时,加权系数可以用自己预先定义的数组,也可以取加权系数均为工况总数的倒数,本文取4种工况加权系数均为0.25并且加大侧载,优化出能承受侧向弯矩的腹杆结构。

第四,在得到的拓扑优化结果基础上,利用APDL命令提取和输出节点的坐标,得出各节杆的节距,可以实现在满足一定强度条件下杆的截面尺寸优化。

第9篇:成本优化总结范文

关键词:房屋 结构设计

中图分类号:S611文献标识码: A 文章编号:

近年来,由于土地价格市场的变化,不断上涨的土地价格给开发商的建筑总成本控制带来了极大的压力,同时,人们对于居住条件及生活环境的要求不断提高,相应建筑产品的品质要求也就不断提高,这就让开发商不断寻求新的手段满足顾客需求,而降低工程造价就成为开发商追求的直接目标,这就需要我们利用结构设计优化设计技术方法,提高有限空间、有限资源的最大化效果发挥,实现经济化、实用性和适用性的良好目标。

一、结构设计优化方法 赏心悦目的建筑是建筑的美观与结构设计相互协调密切配合的结果。建筑结构设计追求适用、安全、经济、美观和便于施工五种效果,而建筑设计优化设计技术方法的应用不但满足了建筑美观、造型优美的要求又能使房屋结构安全、经济、合理,成为实际意义上的"经济适用"房。从建筑上分析结构设计优化方法,它主要体现在房屋工程分部结构的优化设计和房屋工程结构总体的优化设计量方面。 房屋工程分部结构优化设计包括:基础结构方案的优化设计、屋盖系统方案的优化设计、围护结构方案的优化设计和结构细部设计的优化设计。对以上几个方面的优化设计还包括选型、布置、受力分析、造价分析等内容,在实施过程中,还应该按照一切从实际出发的原则,结合具体工程的实际情况,围绕房屋建筑的综合经济效益的目标进行结构优化设计。

(1)结构优化设计模型 结构设计优化就是在各种影响变量中选择主要参数,并建立函数模型,运用科学合理的方法得出最优解。结构总体的优化建立模型的大致步骤如下:一是设计变量的合理选择。通常的设计变量选择对设计要求影响较大的参数,将所涉及的参数按照各自的重要性区分,将对变化影响不大的参数定为预定参数,通过这种方法可减少很多计算编程的工作量。

二、目标函数的确定。使用函数找出满足既定条件的最优解。最后,约束条件的确定。房屋结构可靠度优化设计的约束条件,包括了应力约束、裂缝宽度约束、结构强度约束、尺寸约束、从正常时的极限状态下弹性约束到终极状态的弹塑性约束、从可靠指标约束到确定性约束条件等。设计中,要保证各约束条件必须符合现行规范的要求。

(2)结构优化计算方案 结构设计优化设计多个变量、多个约束条件,属于一个非线性的优化问题,设定计算方案时,常将有约束条件转变为无约束条件来计算。常用的方法有拉氏乘子法、符合型法、Powell等。完成计算方案的设定后只需编制相应适用的运算程序即可得到我们的最终优化结果。

二、结构设计优化技术结构设计优化方法应用于实践之中,是目前一个比较广泛的课题,利用结构优化的方法在不改变适用性能的前提下达到降低工程造价的目的。结构设计优化设计应用于项目的整体设计、前期设计,旧房改造,抗震设计等设计的各分部环节,发挥着巨大的效益。在按照结构设计优化的方法及模型进行实践的过程中,要注意下面的几个问题。

(1)结构设计优化应注意前期参与 因为前期方案的确定直接影响建筑的总投资,而现在存在的普遍问题就是前期方案阶段结构设计并不进行参与,建筑师进行建筑设计时大多并不考虑结构的合理性以及它的可行性,但是建筑设计的结果却直接对结构设计造成影响,某些方案可能会增加结构设计的难度,并使得建筑的总投资提高。如果在方案的初期,结构优化设计就能参与进来,那么我们就能针对不同的建筑类别,选择合理的结构形式,合理的设计方案,获得一个良好的开端。

(2)概念设计结合细部结构设计优化 概念设计应用于没有具体数值量化的情况,例如地震设防烈度,因为它的不确定性,计算式难免与现实有较大的差异,在进行设计的时候就要采用概念设计的方法,把数值作为辅助和参考的依据。设计过程中需要设计人员灵活的运用结构设计优化的方法,达到最佳的效果。 与宏观把握相对应的,设计的过程同时要注意对于细部的结构设计优化,比如现浇板中的异形板拐角处易出现裂缝,可划分为矩形板。注意钢筋的选择,I级钢和冷轧带肋钢市场价格差不多,但是他们的极限抗拉力却相差很大,所以在塑性满足要求的情况下,现浇板的受力钢筋就可选择冷轧带肋钢筋。在做里面设计的时候,外立面上的悬挑板及配筋,满足基本的规范要求即可,达到既安全又经济的目的。