作者：朱亚鹏（湖南大学设计研究院）、刘勇（北京构力科技有限公司）

一、行业背景

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PKPM与ARUP（奥雅纳）合作开发的智能辅助设计模块AID已经在建筑设计行业掀起了一阵智能化设计的热潮，深受广大设计师的喜爱，已经有越来越多的设计师正在试用。

本文通过一个实际工程，介绍了PKPM-AID在调整位移比指标的全过程。

二、工程概况

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本工程地震设防烈度为6度，设计地震分组为第一组，建筑场地类别为Ⅱ类。建筑物共6层，无地下室，层高3.8m，总高度22.8m。二层楼面存在大开洞，并且二层以上存在平面收进，收进率约为50%，各楼层的结构平面布置如图2~图4所示。

三、智能化设计目标

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在X向静震工况下，一、二层的位移比超限，首要目的是要把位移比调整到1.5的规范限值，同时在满足规范的前提下尽可以降低造价；并且一、二层的部分外立面区域有建筑要求，需要满足梁高不能超过750mm。

图5 原模型位移比超限

四、智能化设计思路

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① 柱设计组分组思路

三~六层结构平面布置较规则，位移比与规范限值还有较大富余，主要由承载力控制，并且调整上面楼层的竖向构件对一、二层的位移比影响不是特别大，所以把三~六层的所有柱子作为一组设计组；一、二层柱子根据不同的平面布置定义了9组设计组；

方柱的调整策略都选择按高宽比不变同时缩放，对矩形柱子控制短边尺寸不变，调整长边尺寸缩放。设计组4存在两种不同的截面尺寸，可以单独指定不同的调整策略，600*600的截面按高宽比不变缩放，700*1100截面按截面高度方向缩放。

② 梁设计组分组思路

 主要是调整一、二层的周边框架梁，按X、Y方向进行分组，同时考虑梁高的限制要求，共定义了6组设计组；

有梁高限制要求的分组调整策略选择宽度缩放，其他梁设计组都选择高宽比不变的条件下缩放。

图9 梁柱设计组的调整策略定义

③ 优化指标设置

在优化约束菜单中勾选位移比指标。该工程在X向静震工况下，一、二层的位移比超限，同时出屋面楼层的最大位移比也到达了1.94，但出屋面楼层不影响结构的整体规则性指标，所以可以只勾选X方向一层和二层的位移比。

在优化目标菜单中勾选总造价最小化。

五、应用效果

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共定义了17个变量，设置迭代次数60次，使用普通轻薄笔记本计算总用时为12分钟。最大楼层位移比从1.66降低到1.42；总造价从79.88万降低到了74.3万，节约材料成本7%。

图12 优化后的位移比指标

图12 优化后的位移比指标