钢结构的全寿命总费用优化设计摘 要本文提出了钢结构的全寿命总费用优化设计方法。阐明了影响结构寿命周期的主要因素，并进一步讨论了这些因素对各种功能的影响。针对钢结构的全寿命总费用优化设计，提出了选取型钢的四项准则，即（ⅰ）选择最小截面面积；（ⅱ）选择最轻的重量；（ⅲ）选择最少截面类型；（ⅳ）选择最小截面总周长最后的这个准则是计算结构寿命周期内所需费用一种代表性类型，例如，为避开钢结构受到腐蚀，可通过定期油漆的方式维护暴露在空气中的钢结构，减免维护费用。全寿命总费用优化模型是以模糊逻辑为基础的，以形成全寿命周期设计过程为目标，在这一设计过程中，设计师通过引入加权系数来反映各种准则的相对重要性，该模型已被一超过 3300 个构件的大型钢结构所采纳。关键词：总费用优化；模糊逻辑；生命周期设计；多准则优化；钢结构；结构优化引言全寿命周期总费用就是结构在它的生命期内花费的所有费用。结构的全寿命周期总花费包括最初花费和最后超过结构生命期的拆除费和拆毁费，其中最初花费又包括设计费、建造费，加上运行（使用）费、维护（包括维修）费。假如结构的最初花费低，但使用费和维护费高，那么该结构就不会是最经济的设计。从经济角度看，结构花费优化的理想目标应该是把生命周期的总花费减少到最低。发表在结构优化领域的文章，仅仅有一小部分是讨论结构总费用优化的；其余的部分则是讨论结构的最轻设计的。发表在建筑类杂志上的关于钢筋混凝土和钢结构总费用优化的文章是依年代顺序评论的，读者可参阅 Sarma 和 Adeli 的文章。最近，作者为三维钢骨架结构的总费用优化提出了一个新的方法，综合了多种准则的优化，模糊逻辑和先进电子计算机的方法。特别地，美国钢结构协会在满足容许应力设计规程和荷载和抵抗力系数设计规程的前提下提出了一种以模糊逻辑为基础的多准则优化模型，该模型需考虑三个设计准则：（ⅰ）最少的材料花费；（ⅱ）最轻的重量；（ⅲ）最少截面类型。 这个计算模型从最小的、连续可变的全解开始计算，得到的初解作为结构的优化值，这样的话，仅是考虑了结构的最初花费。结构生命期的三个主要花费是最初设计/建造费、运行费和维护费。最初设计/建造费包括机器的服务费、供电服务费、加工费、室内外装修费、室内外的设备费和景观布置费。上层结构、下部结构的设计费和建筑费不超过结构最初花费的 50%。结构的运行费用包括管理费和打扫费、能源（天然气和电）费、水费和下水...
