钢筋混凝土D区构件的配筋设计一直是个比较复杂的问题。以往设计人员常用经验法设计,现在应力法设计较受欢迎。但是应力法对设计人员的力学分析能力要求较高,可操作性有待提高。本文在已有的遗传演化类结构优化的基础上提出一种新的优化方法,并通过试验证明该法的优越性和可靠性。最后提出一种简明配筋设计法,讨论了该设计方法各个方面的性能。论文主要涉及以下内容:(1)本文把双向演化算法和遗传算法相结合,提出了钢筋分离模型遗传双向演化算法,探讨了遗传双向演化算法在复杂受力构件配筋优化设计的应用。与遗传演化算法和遗传递增演化算法的拓扑结果比较,遗传双向演化算法增补了遗传演化算法中淘汰的高效单元,全局寻优能力更胜一筹。简支深梁算例中,遗传双向演化算法比遗传递增演化算法能节省较多的钢筋用量。(2)为了验证基于钢筋分离模型遗传双向演化算法有效性,分别利用该法和经验法设计了两组钢筋混凝土构件进行对比试验。试验结果表明基于钢筋分离模型的遗传双向演化算法设计的构件的钢筋利用率较高;相较于经验设计法比较,基于钢筋分离模型的遗传双向演化算法设计的构件,倾斜钢筋能有效地阻止斜裂缝的开展,裂缝开展较慢,裂缝基本开展在受力钢筋范围内,延性得到大幅度提高;在极限承载力方面也要明显高出经验法设计的构件。(3)最后为了得到适用于复杂受力构件的配筋设计,研究了复杂受力构件的最优拓扑钢筋布置图,即遗传双向演化结构优化应用于钢筋分离模型得到的最优拓扑钢筋,提出一种新的复杂受力构件配筋设计方法。研究结果表明:钢筋分离模型遗传双向演化结构优化可以直观地构造出钢筋混凝土复杂受力构件的钢筋布置方案,但该方案的施工可操作性不高且仅依据应力分析的结果;简化设计结果能直观地得出钢筋具体布置情况,钢筋简化明确及布置规整;斜向钢筋较大幅度地被简化,施工可操作性增强,添加必要的满足规范要求的构造钢筋,配筋设计结果更趋完善;一般来说,本文提出的这种新的复杂受力构件配筋设计方法与经验设计方法相比,得到的最终配筋方案节省了13.43%以上的用钢量。