摘要：
数字化与智能化正引领建筑领域的深刻变革。它们不仅优化了传统设计流程，还极大提升了建筑结构的安全性与效率。借助先进的数字工具和技术，设计师能够更高效的完成结构布置和方案对比，实现复杂设计的可行性分析与优化，从而开创了一个充满无限可能的智能设计新时代。
近期，笔者在工作中遇见了一单体模型的分析结果中，位移比和刚度比指标均超规范限值一点点但无法同时调整通过，主要原因为：1、地面一层层高接近二层层高的2倍，需要增加一层结构刚度或者减小二层及以上两层结构刚度；2、一层平面较不规则（详见下文），二层及以上楼层右侧较一层局部收进，一楼梯位于左下角边跨，导致左下角角柱位置位移比超限，又需要对一层两侧位置构件的刚度分别向增大或者减小去调整；难点大家显而易见，同一构件或同一区域构件的刚度可能对位移比和刚度比的贡献相反，依靠人工经验去判断耗时耗力，笔者也经过多次试算均无法找到合适的构件及其调整方向，来实现多个指标同时调整通过。
在得知PKPM-AID灵敏度功能发布之后，求助PKPM技术服务人员。在技术服务人员指导下，依靠该功能仅耗费不足20min，即完成了两个指标的调整通过。一些经验和心得分享给大家，希望能为设计同仁利用AID高效高质完成设计提供参考。
1、项目基本信息
2、构件截面
下图为结构平面布置图，主要柱网为9m*9m，整体指标调整主要针对框架梁、柱，未注明次梁截面。其中，一层未注明梁均为350*750，未注明柱均为900*800，本层为拉梁层全开板洞；二层未注明梁均为400*900，未注明柱均为900*800，板厚均为120；三、四、屋面层未注明梁均为400*900，未注明柱均为600*600，板厚均为120。
3、基本荷载
4、整体指标设计结果
整体指标结果分析：
（1）层间位移比超限
该模型Y向2层最大位移比为1.501＞1.5，不满足规范要求。
层间位移比是控制结构平面规则兼有控制扭转的作用。
（2）原始模型刚度比超限
刚度比是指相邻楼层侧向刚度的比值，主要用于限制结构竖向布置的不规则性，避免结构刚度沿竖向突变，形成薄弱层。刚度比的计算和应用在结构设计和抗震规范中有明确的规定，旨在确保建筑结构的安全性和稳定性。
该模型由于2层层高为3层层高的1.9倍，2层Y向楼层剪力/层间位移刚度比为0.793＜0.8，不满足规范要求。
（3）经验调整思路：
位移比不满足时，应把握：先看是扭转导致位移不均还是部分区域构件薄弱导致位移不均。具体来讲：1）如果刚心质心偏离过远，属于扭转严重导致位移不均，应该调整结构刚度布局。2）如果是部分区域构件薄弱导致位移不均，那哪里位移大，加强哪里的构件截面，减小最大位移。
刚度比不满足时，应把握：弱的层加强，强的层削弱，使竖向刚度分布均匀。
相对于繁复且效率低下的“模型计算-结果查看-再调整-再计算...”的常规手动调整模型指标流程，本文给出一种新的模型调整方案，即：“灵敏度指标+自动分组+智能辅助设计（AID）”调模法，仅需三步，让原本多天的工作量压缩到20min内。
1、第一步：结果查看并确定调整目标
从1.4节“整体指标设计结果”中，可查看到该模型的最大位移比大于1.5，刚度比存在小于0.8的楼层，不满足规范要求；设计师手动调整多次，使得两个指标均非常接近规范限值，但做不到同时调过两个指标。
经过分析思考，确定调整目标设置如下：
1）刚度比调整目标为大于0.80；
2）位移比调整目标为小于1.50；
3）两个方向的层间位移角调整目标为不大于1/550（Y向原有结果接近规范限值）。
2、第二步：根据灵敏度指标自动构件分组
（1）查看指标灵敏度
结构构件（梁、柱、墙等）对某一整体指标（位移角、位移比、周期）越灵敏（影响越大），其颜色越深，暖色代表需要调大构件，冷色代表需要调小构件。如图为结构的单指标单工况Y向位移比灵敏度显示，可看到左侧边跨1、2、3层附近、1、2层右侧边跨附近梁柱构件对位移比灵敏度高，结合图1最大位移角出现在2层左下角柱位置，与人工经验判断趋势也相似，可优先调大这些暖深色的构件；优先调小右侧冷深色构件。
从灵敏度指标图中可以看到，灵敏度与构件调整方向基本预期相符，更重要的是可以定量给出哪些构件对指标的影响最大，极大减少人工试错的反复低效的工作。
注：需要得到指标灵敏度结果时，可在“前处理及计算”-“总信息”中勾选“计算构件对整体指标灵敏度”选项，计算后在【智能辅助设计】或【构件】菜单下的【指标诊断（灵敏度）】中查看。
PS：在当下模型下，仅调整图2右下角最深色的框梁，截面由250*500调整为250*400，Y向最大位移比变为1.49满足规范要求（但刚度比为0.791仍不满足规范要求且较原模型离规范限值差距更大，因为此处灵敏度功能并未考虑刚度比指标，该功能正在研发）；这里反映的灵敏度功能给出的是此刻模型中哪些构件应该调大，哪些应该调小，具体调整哪些构件可以程序自动分组，也可以手工指定分组，视项目或用户需求而定，均可实现目的。
（2）根据指标灵敏度自动划分构件设计组
自动分组时，按照上图界面设置，再使用“筛选显示”功能，筛选出灵敏度大于20的关键构件，为使柱构件上下截面一致需勾选“构件所在柱串参与分组”，点击“将筛选后构件自动分组”按钮，程序自动进行筛选构件的分组。
程序根据筛选结果自动生成梁、柱构件设计组，其中，梁构件分为了3组，柱构件分为了4组，梁组仅包含2层顶梁，柱组包含1、2层柱，具体分组情况如下图所示：
3、第三步：设置策略约束并启动计算
如下图5，在“变量设置”、“优化目标与约束”两个参数项设置合理的调整策略与约束目标完成参数设置后，点击【启动指标控制】运行智能优化设计程序。
程序对于刚度比的灵敏度构件功能正在研发，本次模型借助位移比的灵敏度构件，尝试进行调整，因此在“优化目标与约束”中将Y向刚度比作为优化约束目标之一；原模型Y向位移角接近规范限值，为了保证整体优化结果均满足规范要求，此处也将此指标作为优化约束目标之一。
1、迭代过程曲线与模型回滚
（1）结构整体指标
在程序优化迭代过程中，可以查各指标迭代曲线和数据，如下为其中的总造价、位移比、刚度比、位移角的迭代曲线：
（2）模型回滚与截面规整
在计算完成后，点击【模型回滚】菜单，在该菜单中可查看到所有的迭代模型及最优模型，由于迭代的各构件设计组截面可能并不是整数，也需要在此步骤中将其数据规整并保存至工程中。
点击“规整后截面回滚到模型”，程序将迭代后的构件截面取整保存到模型中。
（2）调整前后截面对比
智能设计后，柱构件第3、4组保持截面不变，第1、2组截面由900*800mm优化为1000*900mm；梁构件第3组保持截面不变，第1组截面梁宽度增加，第2组梁高、宽均增加。分析后认为梁构件1、2组截面增大原因是刚度比调整需求。具体如下图所示：
