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關健詞 船舶結構；優化；設計方法
中圖分類號 U66 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2013）103-0100-02
進行船舶結構優化設計的目的就是尋求合適的結構形式和最佳的構件尺寸，既保證船體結構的強度、穩定性、頻率和剛度等一般條件，又保證其具有很好的力學性能、經濟性能、使用性能和工藝性能。隨著計算機信息技術的發展，在計算機分析與模擬基礎上建立的船舶結構的優化設計，借鑒了相關的工程學科的基本規律， 而且取得了卓越的成效；基于可靠性的優化設計方法也取得了較大的進步；建立在人工智能原理與專家系統技術基礎上的智能型結構設計方法也取得了突破性進展。
1經典優化設計的數學規劃方法
結構優化設計數學規劃方法于1960年由L.A.Schmit率先提出。他認為在進行結構設計時應當把給定條件的結構尺寸的優化設計問題轉變成目標函數求極值的數學問題。這一方法很快得到了其他專家的認可。1966年，D.Kavlie與J.Moe 等首次將數學規劃法應用于船舶的結構設計，翻開了船舶結構設計的新篇章。我國的船舶結構的設計方法研究工作始于70 年代末，已研究出水面船舶和潛艇在中剖面、框架、板架和圓柱形耐壓殼等基本結構的優化設計方法。
由于船舶結構是非常復雜的板梁組合結構，在受力和使用的要求上也很高，所以在進行船舶結構的優化設計時，會涉及到許多設計變量與約束條件，工作內容很多，十分困難。船舶結構的分級優化設計法就是在這個基礎上產生的，其基本思路是最優配置第一級的整個材料，優選第二級的具體結構的尺寸。每一級又可以根據具體情況劃分成若干個子級。兩級最后通過協調變量迭代，將整個優化問題回歸到原問題。分級優化方法成功地解決了進行船舶優化設計中的剖面結構、船舶框架和板架、潛艇耐壓殼體等一系列基本問題。
2 多目標的模糊優化設計法
經典優化設計的數學規劃方法是在確定性條件下進行的， 也就是說目標函數與約束條件是人為的或者按某種規定提出的，是個確定的值。但是在實際上， 在船舶結構的優化設計過程、約束條件、評價指標等各方面都包含著許多的模糊因素，想要實現模糊因素優化問題， 就必須依賴于模糊數學來實現多目標的優化設計。模糊優化設計問題的主要形式是：
式中j 和j分別是第j性能或者幾何尺寸約束里的上下限。
模糊優化設計方法大大的增加了設計者在選擇優化方案時的可能性， 讓設計者對設計方案的形態有了更深入的了解。目前，模糊優化設計法發展很快， 但是，還未實現完全實用化。多目標的模糊優化設計法的難點主要在于如何針對具體設計對象， 正確描述目標函數的滿意度與約束函數滿足度隸屬函數的問題。
3 基于可靠性的優化設計方法
概率論與數理統計方法首先在40 年代后期由原蘇聯引入到結構設計中， 產生了安全度理論。這種理論以材料勻質系數、超載系數、工作條件系數來分析考慮材料、載荷及環境等隨機性因素。早在50年代，人們就在船舶結構的優化設計中指出了可靠性概念，隨后，船舶設計的可靠性受到人們的重視，開始研究可靠性設計方法在船舶結構建造中的應用。
船舶結構可靠性的理論和方法根據設計目標的不同要求， 可以得出不同的結構可靠性的優化設計準則。大體分為以下3種：
1）根據結構的可靠性R·，要求結構的重量W最輕，即：
MinW（X），s.t.R ≧R·
2）根據結構的最大承重量W·， 要求結構的可靠性最大或者破損概率最小，即：
Min Pf（X ） ， s.t.W （X ） ≦ W·
3）兼顧結構重量和可靠性或破損概率， 實現某種組合的滿意度達到最大，即：
Max[a1uw（X）+a2upf（X）]
式中， a1，a2分別代表結構重量和破損概率的重要度程度， 而且滿足a1+a2≥1.0，a1，a2≥0；uw，upf分別為代表相應的滿意度。
關于船舶結構的可靠性優化設計方法的研究越來越多， 逐漸成為船舶的結構優化設計中的重要方向。但是，可靠性的優化設計方法除了在大規模的隨機性非線性規劃求解中存在困難外， 還有一個重要的難點在于評估船舶結構可靠性的過程很復雜， 而且計算量大。
4 智能型的優化設計方法
隨著人工智能技術（Al）和計算機信息技術的發展， 給船舶結構的優化設計提供了一個新的途徑，也就是智能型優化設計法。
智能型的優化設計法的基本做法為：搜索優秀的相關產品資料，通過整理，概括成典型模式，再進行關聯分析、類比分析和敏度分析尋找設計對象和樣本模式間的相似度、差異性與設計變量敏度等，按某種準則實施的樣本模式進行變換， 進而產生若干符合設計要求的新模式， 經過綜合評估與經典優化方法的調參和優選， 最終取得最優方案。
智能型的優化設計法法的優點是創造性較強，缺點是可靠性較弱。所以在分析計算其產生的各種性能指標時，應當進行多目標的模糊評估， 必要時還應當使用經典優化方法對某些參數進行調整。
5 結論
通過本文對船舶結構優化設計方法的研究，我們得出在進行船舶結構優化設計的時候， 往往會涉及到很多相互制約和互相影響的因素， 這就需要設計人員權衡利弊， 進行綜合考察， 不但要進行結構參數與結構型式的優選，而且還要針對具體情況對做出的方案進行評估、優選和排序。通過什么準則對不同的方案進行綜合評估，得出最優方案， 成為專家和設計人員需要繼續研究的問題。
參考文獻
[1]郭軍，肖熙.基于可靠性的船體結構多目標優化設計[J].上海交通大學學報，2010（1）.
（1）速率：速率低，原因在哪？
（2）SINR：干擾高，怎么定位？
（3）覆蓋：覆蓋弱、重疊過高，原因在哪？
（4）業務：業務怎么分布、高業務在哪？
通過LTE網絡結構分析優化平臺（ASOS）軟件的算法研究和軟件開發，使得網絡結構分析優化體系化且流程化。ASOS可以對LTE網絡實現小區級的結構分析，對弱覆蓋、重疊覆蓋、過覆蓋、下行SINR、上行SINR都可以實現小區級的統計分析，并可以實現弱覆蓋及上下行SINR的采樣點級的定位，快速查找問題區域。
1 LTE低速率原因分析方法
下載速率由單雙流和MCS決定，雙流和MCS由CQI決定，CQI由SINR決定，那決定SINR的因素就是網絡結構優化分析的重點。
LTE低速率問題具體的表征有2個方面，一是每RB的傳輸效率低，二是PRB的調度率低。
2 LTE弱覆蓋問題分析方法
弱覆蓋發生的原因主要分為站距過大、基站未開通、移動參數配置問題、漏配鄰小區、室分信號外泄。
在LTE網絡結構分析平臺ASOS中，采用MRO數據對弱覆蓋進行定位分析，發現弱覆蓋在小區中的具置，使得弱覆蓋問題的解決更加有目標和針對性。
3 LTE干擾問題分析方法
下行SINR是有效信號功率和干擾信號以及噪聲功率的比值，該指標能有效反映當前網絡的干擾情況。SINR決定下載速率，兩者呈線性關系。
導致低SINR的原因除了弱覆蓋之外，還有重疊覆蓋、切換不及時、漏配鄰小區、室分外泄、過覆蓋等。一般情況下弱覆蓋的影響最大，可細分為缺站、基站未開通等問題。外部干擾也會導致SINR的嚴重惡化。
對于下行SINR，在OMC網絡性能指標中并沒有輸出，LTE網絡結構分析平臺ASOS根據專利算法，實現全網絡的下行SINR的計算和輸出，對網絡結構優化將會起到巨大推動作用。
4 LTE重疊覆蓋分析方法
不同小區間的高重疊覆蓋會引起干擾，干擾的程度會在SINR中體現，進而影響下載速率。將重疊覆蓋和SINR以及下載速率進行關聯分析，得出重疊覆蓋對網絡結構的影響程度。
在重疊覆蓋分析中，通常會采用掃頻數據，對于SINR，采用路測數據，兩者通過柵格化的分析方向進行關聯分析。重疊覆蓋對SINR的影響非常明顯，6dB范圍內的重疊信號數越多，其平均SINR值與最大SINR估計值越低，在重疊覆蓋度為1的情況下，平均SINR為12.78dB，每增加一個重疊覆蓋小區，SINR下降40%以上。
【關鍵詞】超深基坑，排樁內支撐支護結構，優化設計
隨著城市化進程的快速發展，城市有限的地上空間越來越不能滿足城市發展的需要，開發城市地下空間成為解決這一矛盾的重要途徑。另一方面，隨著建筑高度的不斷增加，建筑基礎的埋置深度也在不斷的增加。基坑工程出現兩個明顯的趨勢：基坑深度越來越大，工程環境越來越復雜。基坑環境保護的要求在不斷的提高，同時基坑失效事故所帶來的危害也越來越嚴重。如何確保在城市密集的建成區深基坑工程的施工安全和環境安全成為工程技術人員必須面對的課題。
本文結合青島海景公寓深基坑支護設計方案，對巖土層開挖超深基坑中排樁內支撐支護結構進行優化設計研究。
1工程介紹
1.1工程概況。擬建工程場區位于青島市香港東路南側，國家級旅游勝地―――青島市老人海水浴場以北，青島啤酒城正南。設計單位提供的擬建物特征：地上30層，高99.80 m；地下4層，層高3.9 m～5.1m，層總高12.20m。現場自然地坪高-0.25m。平面尺寸為66m×45m。基坑東側多為2層，7層磚混結構，距用地紅線最近約為5.0m。基坑南側和西側均為磚混建筑結構，基坑北側主要為道路和市政管線，用地紅線距香港東路紅線最近約為15.4m
1.2工程地質與水文地質條件。本場區內地形平坦，位于濱海平原地貌單元，第四系較發育。基坑自上而下依次穿越素填土、粉砂、淤泥質粉砂、粉質黏土、粗砂、粉質黏土、角礫，基地位于強風化巖層。支護體系的選用要遵循安全、經濟、方便施工及因地制宜的總原則。一般要綜合考慮場地條件、基坑開挖深度和范圍、地質條件以及地下水情況等幾個方面做出選擇。根據本工程地層地質情況和周圍環境要求，初步擬定圍護方案為排樁內支撐支護結構：鉆孔灌注樁的直徑為1 200mm，樁間距為1 500mm，樁長23.4m，自上而下分別在標高-2.65m，-6.50m，-10.40m，-15.50m處設置四道支撐。
2排樁內支撐支護結構優化設計方法研究
目前內支撐體系結構計算方法主要分為三類：簡化計算方法、平面整體分析和空間整體分析。本文中采用的是平面整體分析的方法，即將支撐桿件、腰梁作為一個整體，視為一個平面體系，設置若干支座，借助大型有限元分析軟件SAP 2000進行分析，得出支撐體系的內力與變形，最終設計出各構件的截面。
利用SAP2000對內支撐體系進行優化設計，大體上分為以下幾步：
1）定義軸網類型。2）定義材料屬性和截面。本文研究的內支撐為現澆鋼筋混凝土支撐，支撐截面均為矩形。3）繪制構件。將每一層支撐看作一個平面桁架，選用線單元來模擬這一桁架。4）指定節點約束。分不同工況對該平面桁架施加約束。例如：兩鄰邊約束、對邊約束等。5）荷載工況。在內支撐計算中考慮靜力荷載工況。6）分析工況。根據不同的節點約束，分不同工況對模型進行分析，得出不同工況下內支撐的內力，包括彎矩，剪力和軸向力。7）找出最不利情況下的內力，對支撐體系進行結構設計。
3A―A剖面結構設計計算
3.1排樁體系設計計算
根據前面提出的排樁內支撐體系的結構優化設計方法，以基坑東側A―A剖面為例，對排樁體系進行結構計算。考慮工況，分段采用等值梁法計算排樁內力和各道支撐力，計算結果見表2。
表2 等值梁法計算結果
工況工況一工況二工況三工況四
Mmax/kN?m 173.0 324.5 658.0 986.0
T/kN 109.3 149.9 514.2 643.3
按各工況求得的墻上彎矩作出彎矩包絡圖，計算排樁配筋，計算結果見表3，按求得的支撐力設計各道支撐和圍檁。
表3 排樁體系設計參數
參數樁徑/mm樁長/m嵌固深度/m受力主筋箍筋
A―A 1 200 24.6 4標高10.4 m范圍內：2828標高24.6 m范圍內：323220@1 500
3.2內支撐體系的設計計算
內支撐系統由四道平面支撐和立柱組成。每道支撐包括環梁、腰梁和支撐桿。不同地質剖面計算求出的支撐系統需要提供的支護抗力是不同的，設計支撐系統時按所需最大支護抗力計算，第一，二道取N=353kN/m，第三，四道取N=571 kN/m，支護抗力較小側將由基坑外側的被動土壓力平衡。
根據約束條件的不同，分四種不同支撐條件對支撐體系進行分析：1）X向兩鉸：即沿X方向在環梁的兩端設置固定支座；2）兩鄰邊固定1：將支撐體系的南側與西側的支座設置為固定支座；3）兩鄰邊固定2：將支撐體系的北側與東側的支座設置為固定支座；4）全鉸：將環梁的約束全部設置為固定支座。通過對計算結果分析比較得出：1）在X向雙鉸的支撐條件下，環梁的彎矩最大，支撐桿件的軸力最大；2）在將支撐體系的南側與西側的支座設置為固定支座的支撐條件下，腰梁的彎矩最大。在內支撐體系中，支撐桿件和環梁是主要的控制構件，因此考慮選用第一種支撐條件下各構件的最不利內力組合來對各構件進行截面和配筋計算。
[關鍵詞]型鋼混凝土；組合結構；優化設計方法
中圖分類號：TU398.9 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）01-0136-01
型鋼混凝土結構主要由以下兩個方面組成：①型鋼混凝土柱；②型鋼混凝土梁。型鋼混凝土具有承載力高以及彈塑性好等特點，目前來看，型鋼混凝土在工程應用方面有很大的發展前景。型鋼混凝土結構中的單調加載條件與循環加載條件下的受力性能研究有較大的應用前景，在循環荷載作用下呈現出較好的性能。從型鋼混凝土結構應力發展裂縫情況不難看出，型鋼混凝土結構在水平荷載作用下被分為以下三個階段：①塑性破壞階段；②彈性階段；③彈塑性階段。國內外的相關實驗研究結果表明，型鋼混凝土結構在低周反復荷載作用下具有良好的耗能能力，尤其是在型鋼混凝土結構的延性以及剛度方面。
1 型鋼混凝土組合結構的基本特點
型鋼混凝土組合結構主要指的是把型鋼埋入到混凝土中的結構形式，在操作過程中主要先通過定位放線最后再進行混凝土澆筑，被分為以下兩種類型：①部分結構構件采用型鋼混凝土結構形式；②全部結構構件采用型鋼混凝土結構形式。上述兩種結構類型都適用于以下四種結構：①框架結構；②底部大空間剪力墻結構；③筒中筒結構；④框架-剪力墻結構。與傳統的型鋼結構相比，具有以下三個方面的優點：①能夠更為節約鋼材；②具有良好的耐久性以及耐火性；③受力性能良好。與鋼筋混凝土結構相比，型鋼混個凝土組合結構具有以下三個方面的優點：①施工周期較短；②抗震性能較好；③承載力較高。型鋼混個凝土組合結構具備以下兩種結構類型的特點：①型鋼結構類型；②鋼筋混凝土結構類型。為了讓人們能夠更加清楚了解型鋼混個凝土組合結構結構，筆者將針對型鋼混個凝土組合結構的混凝土和型鋼的計算和優化方法進行研究。舉例來說，型鋼混個凝土組合結構中的型鋼與混凝土之間相互約束，在一定程度上提高了混凝土的強度和型鋼的強度，有效增加了整體構件的延性、構件抗震性能以及改善混凝土本身不利于抗震的脆弱性。眾所周知，智利是地震多發國家，智利國家尤其重視型鋼混個凝土組合結構的性能研究和基礎工程應用。例如，1973年建成的圣地亞哥，其所用結構為型鋼混凝土組合結構，在地震中基本沒有受到很大損毀，繼而引起了日本建筑工程行業的重視。
2 型鋼混個凝土組合結構優化設計的基本方法
型鋼混個凝土組合結構在優化設計中基本以變量結構的參數形式出現，在根據相關要求的基礎上，形成型鋼混個凝土組合結構方案。簡而言之，型鋼混個凝土組合結構優化設計主要利用數學手段，并且按照設計者所規定的要求從中選出一個最為理想的方案。型鋼混個凝土組合結構優化設計主要表現如下：①以有限單元法為基礎的分析方法；②以數學規劃為計算手段；③以現代高速計算機為工具；④最終得出設計方案。隨著現代科學技術的發展，優化設計的過程具備靈活性等特點，再通過有限次的計算能夠使得結構設計方案逐漸改善。筆者將根據相關工作經驗，針對型鋼混凝土組合結構優化問題算法來進行簡單介紹：①簡單解法；②數學規劃法；③準則法。
（1）簡單解法。當設計變量處于不多的情況下，可以采用簡單解法。一般來說，圖解法對設計變量小于或者等于2h，效果達到最為理想。對于柱與板的優化設計問題需要采用松弛變量法，此種方法對求解約束條件要求不是很高。
（2）數學規劃法。數學規劃法（Mathematical Programming，MP）從結構力學的基本原理角度出發，選用MP來尋找設計參數的最優解。此種解答方法發展比較早，用途也較為廣泛。數學規劃法中主要包含以下幾個方面的解法：①線性規劃；②非線性規劃；③動態規劃；④幾何規劃。其中線性規劃問題的解決方法較為成熟，在處理目標函數方面能夠設計變量的線性函數問題。非線性規劃則主要應用目標函數的方法，結構的優化設計有約束的非線性規劃問題，在解答過程中有較大難度。例如，目前最常使用的導數分析方法以及梯度投影法等。
（3）準則法。準則法主要從工程方面的觀點出發，從預先規定的結構來滿足相關準則（能量準則、位移準則、頻率準則以及應力準則等），為了滿足上述準則條件應該使用結構最輕的材料。使用的相關方法為：利用最為優化的桿系結構，重新分析設計變量初始，一旦計算量不夠大時，需要使用已經設定好的幾個布局。準則法有其自身的缺陷，從工程應用方面來看，型鋼混個凝土組合結構結構比較方便，能夠更容易被人接受。在早期，準則法能夠滿足應力設計，將結構桿件的應力在某種情況下達到允許的范圍力之內，充分發揮出材料強度的潛力。上述所說的方法在發展的基礎上與框架結構的應力設計兩者相互結合，從而處理彈性穩定方面以及位移方面等約束條件。
3 型鋼混個凝土組合結構優化設計的基本原理
型鋼混個凝土組合結構由柱構件與規則截面的桿系梁組成，在設計過程中均采用部分優化的方法。在滿足相關建筑要求的情況下進行結構的平立面布置（抗震功能首先考慮原則基礎上），進一步確定好梁的跨度與柱的高度。基于此，按照經濟跨高比和框架梁進行初步選型，最終得出型鋼混個凝土組合結構的初始截面。在上述初始方案基礎上，采用有限單元法分析不同荷載情況下的受體力分析，最后得到剪力、軸力的組合值，再計算出常規設計所需要的參數值。例如，柱的計算長度以及梁的剪跨比等指標。將型鋼混個凝土組合結構離散柱構件與桿系梁根據已經得到的受力條件來優化設計柱與梁，再得到工程的總造價。利用變量方法來進行二次處理，直到前后2次的設計方案能夠接近并且最終得到優化設計方案。簡而言之，確定好方案1之后再進行結構整體分析，通過分部方案1優化得到方案2，在進行分部優化設計時，需要注意以下幾個方面：①利用結構分析得到剪力值、軸力值，繼而能夠優化截面；②對于超靜定結構，初始截面的選擇相對于構件內力所需要的截面來說不夠充分，優化后構件的截面將會有效增大，重新分析構件內力時將會取得更大的效果。對于超靜定結構優化過程，其構件內力始終和截面保持不一致，此種差距不會隨著結構重分析次數的增加而減少，在優化構件設計時，對結構的內力應該引M超松弛系數，S′=S（S/R）α，其中S′代表構件內力，S為前一次結構重分析得到的構件內力，R為優化前構件抗力；α代表超松弛系數，α=0.4。
型鋼混凝土框架梁的截面寬度不宜小于300mm，截面的高度和寬度的比值不宜大于4，為了進一步保證框架梁對框架節點的約束作用，便于施工過程中能夠充分考慮到截面高度比值、寬度比值等，型鋼混凝土框架梁在支座處和上翼緣受有較大固定集中荷載處，應在型鋼腹板兩側對稱設置支承加勁肋。
4 結束語
綜上所述，型鋼混個凝土組合結構作為一種工程方法，型鋼混個凝土組合結構連續變量所得到的結果不能夠直接被應用，在初步優化設計方法基礎上，收斂的速度也能夠接近優化解，當變量較多時此種途徑能夠帶來較寬的時間效益。
參考文獻：
[1]王秋維，史慶軒，侯煒，等.型鋼混凝土框架結構基于增量動力分析的抗震性能評估【J】.世界地震工程，2011，27.
關鍵詞：硅片傳輸機器人；手臂結構；優化設計
1 硅片傳輸機器人動態特性分析
手臂結構參數在固定頻率基礎上將會優化靈敏度，根據權值特點選擇末端手臂質量作為優化參數的重點。變量會隨著手臂厚度的調整約束結構尺寸以及手臂撓度，手臂末端發生的靜偏移將會構建基礎模型。手臂厚度在末端靜偏移發生的規律影響下使手臂尺寸進行優化設計，結構經過調整之后需要對硅片傳輸機器人性能進行對比。這種方式能夠降低硅片傳輸機器人手臂結構固定頻率的發生，使末端手臂發生的靜偏移會得到控制，同時將會保證參數進行調整提升系統運行的振動頻率。硅片傳輸機器人柔性系統主要是通過多階固定頻率實現的模態化，但是這種模態化在固有頻率下將會發生軌跡移動，并且影響到末端手臂運行的精確度。手臂結構優化重點放置在對末端手臂的精確度調整上，同時根據固定頻率階數積極的構建模態。固定頻率是系統固有的屬性，對于硅片傳輸機器人手臂運行的情況進行模態分析。主要表現為
M（q）+q+kq=0
根據對上述關系的分析，柔性系統在固有頻率中對于模態振型可以通過模態振型矢量獲取。根據上述等式變化硅片傳輸機器人手臂柔性關節系統質量將會發生變矩陣，在固定頻率系統中末端手臂發生的位置移動主要表現為動態特性。
硅片傳輸機器人固定頻率會隨著末端手段端點位置發生的變化而變化。根據末端位置遠點距離會模擬出相應的變化。動態系統在模態化關節發生的振幅比例中硅片傳輸機器人手臂結構會在末端運動軌跡的變化中發生直線運動，振動狀態也會在末端軌跡中造成一定的影響。在進行硅片傳輸機器人手臂結構優化設計的時候要能夠充分的考慮振動狀態下的固定頻率發生的改變。這對于確定手臂結構優化變量能夠發揮重要的作用，同時使結構靈敏度得到控制，參數頻率更加的固定。
2 手臂結構優化變量
2.1 優化參數
手臂結構參數的優化情況需要保證一定的靈敏度，手臂結構參數在固定頻率基礎上將會優化靈敏度，根據權值特點選擇末端手臂質量作為優化參數的重點。變量會隨著手臂厚度的調整約束結構尺寸以及手臂撓度，手臂末端發生的靜偏移將會構建基礎模型。手臂厚度在末端靜偏移發生的規律影響下使手臂尺寸進行優化設計，結構經過調整之后需要對硅片傳輸機器人性能進行對比。
2.2 手臂結構優化設計
對于手臂結構優化設計應該確定大臂、小臂以及末端手臂質量，這是獲取優化參數的重點。在固定頻率上能夠根據質量變化的不同積極的調整參數變化特點，降低小臂剛度質量將會直接的導致手臂豎直剛度的下降。懸臂結構會在靜態變形中出現振動變化。
末端手臂的設計要根據承受的等效力變化進行負載參數的調整，將末端受負載參數設置為常數，并且利用荷載尺寸對參數數值進行約束。末端手臂會隨著壁厚增加變形越來越明顯，當壁厚增加到2mm左右的時候，這種末端變形影響較小，甚至可以忽略。但是當厚壁在1mm左右的時候，末端手臂變形較為緩慢。如圖1。
小臂受力約束參數數值也會隨著壁厚增加而增加，并且在2mm左右的時候變形不明顯，這時候對于末端手臂的影響較小。但是當厚度在1mm以上的時候，變形較為緩慢。如圖2。
3 硅片傳輸機器人手臂結構整體方案
手臂結構是硅片傳輸機器人核心部件，直接影響著定位精準度以及生產制造質量。手臂的傳輸情況需要末端執行器沿著設置好的軌道進行伸縮運動，直線方向運動需要保證連桿系統精確直線引導。手臂結構剛性越強，負載能力也就越大。針對這種情況需要齒輪的咬合力相對較大，能夠保證手臂直線進行運動。實現齒輪能夠同步精確的運轉。硅片傳輸機器人手臂結構較為復雜，需要在一定的空間中進行結構優化設計，并且要能夠在優化的過程中固定不變，相應性的增加運轉重量，控制手臂剛性。手臂結構主要體現了硅片傳輸機器人的主要性能，大臂、小臂以及末端執行器等都是硅片傳輸機器人的主要部件，能夠實現直線伸縮運動，以及在不同的模塊中自由進行傳輸硅片運行。
硅片傳輸機器人手臂是一種懸臂梁結構，在運動過程中會經常發生軌跡的改變。并且在突發的加速或者減速中都會產生相應的震蕩，因此要充分的考慮最小運動慣量，根據運行的實際狀況提升平穩性。按照動力學要求，在滿足手臂強度剛度條件下降低運動量，特別要注意運轉軸質心的配置。選材上，可以在硅片傳輸機器人手臂上涂抹一層致密保護膜，這樣能夠更好的起到防腐蝕作用，并且不易發生氧化。手臂尺寸要按照運動空間的要求進行設計，選擇最優最小的手臂尺寸，保證手臂剛度的同時降低運動慣量。手臂在外界壓力作用下不能夠發生變形，在位移情況下剛度會隨著變形的增加使剛度發生明顯的變化，合理的進行手臂力矩的調整降低手臂彎曲變形效果。
4 結束語
硅片傳輸機器人手臂結構優化設計需要根據各手臂靜撓度進行確定，并且有手臂彎曲末端出現的豎直情況進行靜偏移約束，在剛性桿轉動下關節系統會隨著固定頻率發生柔性變化，這樣就能夠獲取到優化設計的變化參數。根據硅片傳輸機器人結構參數調整頻率靈敏度，設置優化變量，明確硅片傳輸機器人優化不適應情況，提出固定的設計參數，在頻率權值的保障下調整依據準則，小臂與末端臂參數質量直接的反映硅片傳輸機器人的變量。手臂厚度變量對結構尺寸產生約束，根據末端發生的靜偏移豎直方向將會發生變化，側壁厚度影響相對較小。末端靜偏移會隨著厚度的變化逐漸的減小，但是當厚度增加到一定程度的時候，就不會出現末端靜偏移。
參考文獻
[1]劉延杰，吳明月，王剛，等.硅片傳輸機器人手臂結構優化設計方法[J].機械工程學報，2014，5：28.
[2]王鐵軍.硅片傳輸機器人的動力學特性與結構優化研究[D].大連理工大學，2012，11：1.
摘 要 資本結構是籌資決策的核心問題,不同的資本結構,會帶來不同的風險和成本,從而引起股票價格的變動,適當地利用負債資金,可降低資本成本,發揮財務杠桿作用,增加每股收益,促使股價上升,但當負債比率太高時,又會帶來較大的財務風險,為此,公司必須權衡財務風險和杠桿利益的關系,合理確定負債數額,運用EBIT-EPS分析法,比較公司價值法,以確定最優資本結構。
關鍵詞 資本結構 優化
一、EBIT-EPS分析方法的含義
每股利潤分析法(EBIT-EPS分析法)是利用每股利潤無差別進行資本結構決策的方法。所謂每股利潤無差異點是指兩種或兩種以上籌資方案下普通股每股利潤相等時的息稅前利潤點,亦稱息稅前利潤平衡點。根據這一分析方法,可以分析判斷在什么樣的息稅前利潤水平下適于采用何種資金結構。這種方法確定的最佳資金結構亦即每股利潤最大的資金結構。
二、EBIT―EPS分析法原理
負債的償還能力是建立在未來盈利能力基礎之上的。研究資本結構,不能脫離企業的盈利能力。企業的盈利能力,一般用息稅前盈余(EBIT)表示。負債籌資是通過它的杠桿作用來增加財富的。確定資本結構不能不考慮它對股東財富的影響。股東財富用每股盈余(EPS)來表示。將以上兩方面聯系起來,分析資本結構與每股盈余之間的關系,進而來確定合理的資本結構,這樣就產生了EBIT―EPS分析法,也叫做每股盈余無差異點法。
三、EBIT―EPS分析法的具體運用
案例:W公司目前擁有長期資本8500萬元,其資本結構為:長期債務1000萬元,普通股7500萬元。現追加籌資1500萬元,有三種籌資方式可供選擇:增發普通股、增加債務、發行優先股。假設利率為9%不變,有關資料如下:
最后,我們可以從圖示上得出結論:每股利潤無差異點的息稅前利潤為870萬元的意義在于,當息稅前利潤是870萬元時,普通股籌資和債務籌資對企業來說,沒有影響,會的到相同的每股收益,同樣,當息稅前利潤為1173萬元時,普通股籌資和優先股籌資對企業的影響是一樣的,也會得到相同的每股收益,所以,可以說,當EBIT870萬元時,普通股籌資比債務籌資和優先股籌資更有利;當870萬元 EBIT1173萬元時,選擇債務籌資比普通股和優先股籌資都有利;當EBIT1173萬元時,選擇優先股籌資比普通股和債務籌資更有利。
四、EBIT-EPS分析方法的優劣分析
每股利潤無差別點法的測算原理比較容易理解,測算過程較為簡單。它以普通股每股利潤最高為決策標準,也沒有具體測算財務風險因素,其決策目標實際上是股票價值最大化而不是公司價值最大化。
另外,EBIT―EPS的分析方法是一種定量的分析方法,它只考慮了資本結構對每股盈余的影響,并假定每股盈余最大,股票價格也就最高。但把資本結構對風險的影響置之視野以外,是不全面的。因為隨著負債的增加,投資者的風險加大,股票價格和企業價值也會有下降的趨勢,所以,單純用EBIT―EPS分析法有時會作出錯誤的決策。但在資本市場不完善的時候,投資人主要根據每股利潤的多少來作出投資決策,每股利潤的增加也的確有利于股票價格的上升。
五、EBIT-EPS分析方法的改進
1.我們采用“股東財富最大化”作為財務管理的目標,則能使股東權益增加的方案是可選方案。這時應該用“權益資本收益率”(ROCE)作為衡量的指標。ROCE是衡量股東投入資本所得到的回報的財務指標,它是稅后利潤與投入資本的比值。上例中當EBIT=900萬元時,按“每股收益無差別點”法,應當采用負債融資。此時計算出的企業全部資本收益率(ROA)=(900-270)(1-40%)÷10000=3.78%,負債利率9%,可見資產的回報并未大于負債的利息,可知負債的利息支出超過了資產的盈利能力,負債在侵蝕股東權益。
因此筆者得出“ROCE無差別點”法。設用ROCE1、I1、C1和ROCE2、I2、C2分別表示股票融資和負債融資方式下的凈資本收益率、負債利息和股權資本。由于在ROCE無差別點上,無論采用負債融資還是股票融資,其ROCE是相等的,則有ROCE1=ROCE2,即(EBIT-I1)(1-T)÷C1=(EBIT-I2)(1-T)÷C2,能使上述條件成立的EBIT為ROCE無差別點的息稅前利潤。用上例中的數據,則有:(EBIT-90)× (1-40%)÷9000=(EBIT-90-135)×(1-40%)÷7500,得到EBIT=900萬元。
當EBIT>900時,運用負債融資可提高ROCE;當EBIT9%的情況下,負債利息才不至于侵蝕股東的權益資本,負債融資才會增加股東財富。
2.若要更準確地確定這個問題,應采用“企業價值最大化”作為財務管理的目標,此時能使總資本凈增值最大的方案才是首選,所以我們選擇目前國際上比較認可的財務業績評價指標“經濟凈增值”(EVA)來進行分析。其計算公式是:
EVA=稅后營業收入-資本投資×加權平均資本成本
EVA的計算結果反映為一個貨幣數量。如果其值為正,就表示公司獲得的稅后營業收入超過產生此收入所占用資本的成本;換句話說,公司創造了財富。如果其值為負,那么公司就是在耗費自己的資產,而不是在創造財富。因此公司的目標應該是最大限度地創造正的、不斷增加的EVA。股權資本是有成本的,持股人投資A公司的同時也就放棄了該資本投資其他公司的機會。EVA和會計利潤有很大區別。EVA是公司扣除了包括股權在內的所有資本成本之后的沉淀利潤,而會計利潤沒有扣除資本成本。EVA的計算有兩種方法:一是從凈利潤出發,EVA=凈利潤-股權資本成本;二是從息稅前利潤出發,EVA=息稅前利潤×(1-T)-全部資本(含債務資本和權益資本)×加權平均資本成本。其實最終兩者得出的結果是相同的。
仍以上題為例,假設股東要求的報酬率為12%,即股權資本成本為12%,且增加負債對股權資本成本并無影響。則可以分別計算出兩種籌資方式下各自的EVA:
由于EVA=(EBIT-D×Kd)(1-T)-E×Ke,其中D為負債、E為所有者權益、Kd為負債成本、Ke為權益資本成本、T為所得稅稅率。我們用EVA1和EVA2分別表示權益籌資和負債籌資方式下的經濟增加值,則有:
EVA1=(EBIT1-10000×9%)×(1-40%)-10000×12%>0得到EBIT1>2900;
EVA2=(EBIT2-7500×10%)×(1-40%)-7500×12%>0得到EBIT2>2250.
當EBIT一定時,EVA1總大于EVA2,且EVA1-EVA2=650。這意味著當股權資本成本為12%時,負債融資方式下的EVA總是大于股權融資下的EVA,故應選擇負債融資。而現實中,企業籌借長期債務會加大財務風險,同時股東為補償增加的風險,必然會要求提高風險報酬,從而引起股權資本成本的提高。而股權資本成本的提高又將減少負債融資方式下的EVA,當其提高到一定程度,負債融資方式下的EVA將小于股權融資下的EVA,就不應再采用負債融資。設EVA1=EVA2時的股權資本成本為R,則得出結論:當股東要求報酬率
關鍵詞：房屋；建筑；結構；方法；設計；優化
對于房屋建筑的自身結構而言，只有保證其結構的合理性，房屋建筑的整體質量與使用性能等才會得到顯著提高，并且可以有效避免建設資金等的浪費。如果房屋建筑的自身結構存在嚴重不合理之處，不僅會增加相關的建設成本，房屋建筑的整體質量也無法達到相關要求，這樣就會給用戶帶來安全隱患等。基于上述背景，對房屋建筑的結構設計予以優化就變得尤為重要。
1房屋建筑結構設計優化的相關要點
第一，模型的確立。在房屋建筑結構優化設計當中，模型的確立是基礎環節，相關人員只有對具體變量參數進行提取分析，才能根據相關參數建立模型，以此求出最佳答案。相關人員需要科學選擇變量并且對目標函數進行確定分析，以此滿足后續相關需求。第二，程序的設計。在房屋建筑結構的設計優化中，相關人員需要科學確定優化程序，并且將具體程序導入計算機內部，利用計算機就可以將相關數據求出。第三，結果的分析。相關人員在利用計算機等進行計算之后，就要對相關的結果進行分析，并且根據結果中的具體信息等制定后續的設計方案等。
2房屋建筑結果設計優化方面的具體方法
2.1上部結構的優化處理
對于房屋建筑的結構設計優化而言，上部結構優化十分重要，特別是剪力墻結構的建筑，需要相關人員對這一部分的結構進行優化布置。相關人員需要保證剪力墻的重量均勻性，這樣才能確保每層建筑的重心與平面剛度的中心位置完全一致，這樣就可以有效避免外界的風力及自然災害等給房屋建筑帶來嚴重的影響。如果房屋建筑的剪力墻結構為大開間形式，相關人員就可以盡量減少混凝土的使用量，并且盡量減少墻肢的數量。如果房屋建筑的所處環境地質條件相對較差，就需要有更強的防震性能等，相關人員在上部結構的優化處理當中就盡量不要采用大開間形式的剪力墻。
2.2框架結構優化
在很多房屋建筑的施工當中，都會選擇鋼筋混凝土結構，這種類型的框架結構優化也會成為房屋建筑結構優化設計的重要組成部分。相關人員在實際的框架結構優化當中，可以選擇準則法來進行操作。相關人員也可以根據房屋建筑自身結構的截面大小情況，選擇有限單元法等進行優化分析，這樣就可以有效保證房屋建筑的結構優化得到順利進行。
2.3建筑平面優化
在房屋建筑的結構優化設計當中，平面優化也是重要的組成部分。首先，相關人員需要針對樓面量進行科學的控制。樓面是房屋建筑的重要結構之一，樓面量減少或者是樓板的開洞量出現過大，都不利于樓面整體結構的穩定。所以，相關人員在實際工作當中應當針對天井或者樓面的開洞量等進行嚴格、細致的計算分析，這樣才能對房屋建筑的樓板面進行科學控制。與此同時，相關人員應當適當提高房屋建筑內樓板的配筋量，以免出現嚴重的預應力損失等，并且保證不同結構之間的連續性，做好樓層之間的支撐等。其次，相關人員在房屋建筑的結構優化設計當中，還需要做好平面布置方面的外形優化等。相關人員在實際工作當中需要仔細考慮風壓帶來的影響，對房屋建筑的外形結構進行科學的優化設計，這樣才能有效避免外力帶來不利影響。在具體操作當中，相關人員可以根據房屋建筑所處的環境及地理位置、氣候特點等進行分析。比如，如果房屋建筑位于沿海地區環境，在其自身的外形方面，相關人員就要避免其外形凹凸面積較大，以免給整體結構帶來較強的不穩定性。相關人員一定要根據外形合理化的基本原則進行優化設計，特別是要重點考慮風壓因素，這樣才能有效保證房屋建筑平面得到明顯優化。
2.4建筑階段性及相關壽命的優化
對于房屋建筑結構的設計優化而言，階段性優化及整體壽命的優化也十分關鍵，這一部分的的內容不僅僅在于正式施工至建筑工程的使用年限之內。房屋建筑的設計人員等需要根據其自身不同階段出現的特點等進行分析，并且參考相應的實際情況進行處理。這樣才能在保證建筑自身質量的基礎之上，實現建筑企業的整體效益。此外，在房屋建筑的壽命優化方面，相關人員還需要切實按照建筑自身的使用年限、具體的施工方式等進行綜合性分析，確保在建筑房屋的使用年限當中不會出現嚴重的意外問題，這樣才能有效保證房屋建筑相關結構的優化。
3結語
目前，人們的生活水平與過去相比出現了明顯的提高，其自身的安全性、實用性等也得到了普遍的關注，除了房屋建筑的自身質量需要相關單位及人員給予高度重視之外，房屋建筑的經濟性、美觀性也成為了人們關心的重點問題之一。所以，在房屋建筑的設計當中，針對其自身結構方面的優化設計就成為房屋建筑建設的重要組成部分。相關單位及人員等需要切實把握房屋建筑結構設計優化的具體要點，并且從多方面選擇科學、有效的方法等保證房屋建筑的結構優化順利進行，以此保證房屋建筑的質量與美觀性、經濟性及實用性等。
參考文獻：
[1]劉松.建筑結構設計優化方法在房屋結構設計中的應用[J].城市建設理論研究(電子版),2016(20).
[2]戰福明,劉鯤.建筑結構設計優化方法在房屋結構設計中的應用研究[J].門窗,2016(07).
關鍵詞：房屋結構設計；設計師；建筑結構設計優化方法；房屋質量與環境；經濟
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.13.096
0 引言
房屋結構設計，是當下房屋出售過程中，銷量的最重要的影響因素之一。為了迎合顧客的要求，建筑結構設計優化人才緊缺。建筑結構設計優化在房屋結構設計中有著重要的作用，它涉及到房屋的安全性方面、實用性方面、美觀性方面等，使房屋除卻使用價值外，更具有其他的價值，讓人們的生活更加豐富，更有質量。
1 建筑結構優化方式簡述
建筑結構優化方式，是我們專業人員在長期的時間、實踐中總結出來的一種帶有科學化的、合理化的房屋結構設計的方式。它包含著很多的方面，比如房屋建設前期調查考研。這需要建筑設計師有長遠的目光，立足于整體，綜合多方面的聯系等做出基礎的決定；在設計時，還要考慮到建筑的難度，周圍環境的合理利用，消費者需求需要等。因此基于這些綜合條件下，設計師們的建筑結構設計優化才能為房屋結構設計做到最好的效果。
總體而言，我們可以總結以下幾點：設計理念基于多個學科的知識，是跨領域的智慧集結體；建筑結構優化，更注重房屋的質量，無論是怎么優化，質量是基礎，切勿中看不中用；建筑結構設計向“外表”側重，即多側重于房屋建筑的外表設計，多注重房屋外部美觀性；建筑結構優化方式緊跟社會主流，倡導衛生環保理念 ；房屋建筑結構要求有特色，多利用環境的特色進行創意建造，且考慮施工便易度。
2 建筑結構優化方式在房屋結構設計中的重要性
無論是怎樣的房屋建筑設計，首要所考慮的就是房屋的質量。并且在實踐中我們不難發現，我們傳統地房屋建筑設計，質量保證是絕對主要的，因此在一定程度上忽略了一些“加分項”。當然除此之外，建筑結構優化方式在房屋結構設計中還發揮著重大的作用。
隨著經濟的發展，房屋占地面積越來越多，為了節省土地，房屋的層數不斷增加。這樣的高層次疊起，導致工程量增加，經濟等的投入增加，房屋賣價也隨之增長，循環下來，最終導致消費者需要高價買房。
建筑結構優化方式，是在多方面影響因素的基礎上做出的科學化房屋建造方式。它不僅提倡房屋建筑的質量，并且秉承著外表美觀的理念。從整體出發，具體問題具體分析的設計，多方面考慮房屋建筑的造價問題，以最少的、最好的建造成本打造最優的房屋，帶動經濟的發展，為人們謀利益，當然這也是促進企業快速發展的重要保障。
總的來看，房屋結構設計中的建筑結構優化方式是當前房地產相關企業重點發展的部分，收益利益的同時，也打造良好的品牌，長久發展。
3 建筑結構優化方式在房屋結構設計中要求
建筑結構優化方式在房屋結構設計的實踐過程中，無論是設計人員，還是施工人員，都面臨著巨大的壓力，想要達到房屋建造的最好狀態，只有雙方共同協作才是最好的方式。
首先是設計人員。前面我們也提及到，設計是跨越了多個學科知識的智慧結晶，尤其是在藝術修為上，必須要有較深的造詣，才能夠擁有設計的靈感。除此之外，設計人員的整體性觀念必須要強。建筑結構優化方式是基于多方面的影響因素。設計人員把握整體的設計，也要考慮當下房屋建造技術的程度，最大化的設計出既美觀又實用的房屋建筑。
其次是施工人員。施工人員并不是機械的按照設計師所設計出的房屋結構進行施工，其中也是含有靈活靈用的成分。當然，施工人員必須要遵守：質量第一、安全第一。為了提高自身的能力，施工人員應該多學習相關的理論知識，并將其應用到實踐中，在實踐中鍛煉自己、提高自己。
最后就是設計人員與施工人員雙方的巧妙配合。雙方應該積極溝通，為對方提供更好的理解，達到最優的房屋結構設計效果，實現雙贏，促進經濟的發展。
4 建筑結構優化方式在房屋結構設計中的實踐
實踐出真知，只有經過實踐的檢驗才能真正成為大眾所需要的。房屋結構設計也不例外。建筑結構優化方式在房屋結構設計中的實踐，我們可以得出以下幾點：
（1）綜合理念的考慮。無論是哪種房屋建筑，在建造的過程中都有著層次性和多方性的特征。針對于房屋建筑的層次性，它包括著房屋建造的設計理念方面、構造方面、建造施工方面等。綜合理念的考慮，是極其重要的。
（2）施工期的規劃。當房屋建造時，施工時間是有規定的。但是建構結構優化方式考慮到了多方面的因素，因此施工期間，房屋建造需要進行規劃，要考慮到房屋建造的階段性。
（3）房屋基本結構。對于一個房屋建筑而言，基礎打造是必修課。首先是房屋的樁，既要選好樁的材料、樁的位置，又要考慮好環境對樁的影響。其次是對于房屋上部結構[5]的考慮。房屋不倒，要考慮好受力的重心。在建造結構上優化這些短處而且房屋的排水系統也是一個重點。在選擇排水管的時候一定要結合實際，適當選擇。
（4）房屋內線路鋪設。當房屋建造好之后，電路也是一個問題。首先要考慮好電路之間的關系問題，合理安排。其次要注意電線的鋪設，不能雜亂的在外，要注意安全。
5 結束語
綜合以上來看，建筑結構優化方式牽扯到了方方面面，其中不變的理念就是房屋建筑的質量和外在美觀度的結合。無論是設計者還是施工者，又或是企業本身，都是在積極的探尋建筑結構優化方式，期望能達到房屋建造結構的最優。并且隨著時代的發展，我們相信，建筑結構優化方式會更優化，人們的住房環境會越來越美。
參考文獻：
