A Review of Topology Optimization Methods Applied
in Building Intelligent Design
钱文亮，黄永，李惠*
* 通讯联系人，E-mail: l ************南海区渔政局
QIAN Wen-Liang, HUANG Yong, LI Hui
异性恋正常吗(哈尔滨工业大学土木工程学院)
(School of Civil Engineering, Harbin Institute of Technology)
【摘要】拓扑优化作为一种结构优化算法，其目的主要是在给定荷载和边界条件下寻设计域中最优的材料布局方案。拓扑优化理 论在航空航天、机械和土木工程中具有广泛的应用。本文主要回顾了拓扑优化在建筑智能设计中的应用，首先介绍了拓扑优化的 各种方法以及基本理论，之后介绍了拓扑优化在建筑领域中的具体应用，最后结合之前的文献总结和科研领域现状，对拓扑优化 技术存在的问题以及未来的研究趋势进行了初步的讨论。
丢番图[Abstract]As a structural optimization algorithm, topology optimization aims to find the optimal layout of materials in the design domain under given load and boundary conditions. Topology optimization theory is widely used in aerospace, mechanical and civil engineering. This paper mainly reviews the application of topology optimization in building intelligent design. Firstly, it introduces various methods and the basic theory of topology optimization and then introduces the specific application of topology optimization in building intelligent design. Finally, based on the previous literature summary and research status of topology optimization, the existing problems of topology optimization technology and the future research of t opology optimization trend are discussed.
【关键词】拓扑优化；建筑智能设计；高耸结构；建筑立面鲸教学设计
[Keywords ]topology optimization; building intelligent design; high-rise building structures; building facade
【基金项目】国家重点研发谁!1项目课题“结构智感知与大数据灾害评价技术"，课题编号：2018YFC07056051引言随着社会经济和文化水平的发展， 人们对于建筑结构的美学和力学性能要 求越来越高，同时人们也不再单一地要 求设计优美的建筑或者性能优越的结 构，而是希望美学和力学性能之间实现 一个有机的融合卩】。传统的建筑师往往 更加注重建筑的美学，考虑更多的是如 何设计出更加优雅的建筑，而传统的结 构设计师则更加偏重于结构的受力性能 设计。拓扑优化方法可以提供一个兼顾 建筑美学和力学性能的设计框架，可以 将建筑设计师和结构设计师更加紧密 地联系在一起。在建筑领域中，拓扑 优化一般用于高耸结构的支撑体系设 计、桥梁的概念设计以及建筑立面的设 计等丽。本文其余的章节安排为：第 二章介绍基本的拓扑优化算法，第三章 介绍拓扑优化在建筑领域中的具体应 用，第四章总结目前拓扑优化方法在建 筑领域中应用的现状以及急需解决的 问题。2拓扑优化算法介绍
拓扑优化方法主要用于在给定荷载 和边界条件下寻设计域中最优的材料 布局方案。自从Bends0e 和Kikuchi 在1988年提出使用均匀化理论逬行拓 扑优化设计之后叫研究者提出了众多 用于寻结构最优化设计的拓扑优化方 法，其大致可以分为：①密度方法⑵； ②进化方法；③水平集方法阴以及 其他方法。密度方法利用和节点或者单 元相关的设计变量，然后利用优化算法6
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