時間：2023-07-21 17:27:01
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇建筑結構的優化設計，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞：房屋建筑；建筑結構；優化設計；設計研究
中圖分類號： TU3 文獻標識碼： A
引言
隨著我國社會經濟的發展，人們的生活水平不斷提高，對于自身的生活和居住環境也提出了更高的要求。房屋建筑的結構設計中，不僅需要考慮結構的合理性、可行性和安全性，還必須充分滿足舒適性、經濟性的要求。在市場經濟環境下，市場競爭的日益激烈，使得建筑企業為了保證自身的利益，在保證建筑使用質量的前提下盡可能的降低成本，展開了對于結構優化設計方法的有益探索，從而推動了建筑結構設計優化技術的發展，不僅可以使得房屋建筑的設計效果更佳，而且能夠取得最大的經濟效益，具有十分重要的現實意義。
一、建筑結構優化設計綜述
建筑工程包含的方面很多，所以建筑結構在設計過程中優化所涉及的內容也很豐富。從大的方面可以簡單分為兩大內容，即房屋總體結構優化和分部結構優化。細化可以進一步分為:房屋內部基本結構優化;房屋的維護方面、細節和總體結構的優化設計;屋頂結構優化設計;房屋造價優化控制設計等。建筑結構設計優化的目的是能夠對有限的空間和固定的資源進行合理分配，將建筑材料和設備達到最大使用率，還能使所要建成的房屋安全、舒適、美觀。經過優化設計的房屋比一般房屋在造價方面能夠節省很多，從長遠利益上看，建筑優化設計的理念對建筑工程是一種可持續發展的理論觀念，對資源實現充分利用起到了關鍵作用。
二、結構設計優化技術的作用
（一）提升建筑的安全性
通過對房屋建筑結構的優化設計，可以對原有設計方案中的不足和缺陷進行彌補，從而提升建筑結構的合理性和安全性，在保證建筑整體質量的基礎上，節省建筑材料，提升建筑的穩定性和相應的受力性能，確保建筑的使用安全。
（二）減低工程造價
相關數據顯示，運用結構優化設計后，與原設計方案相比，建筑工程的成本可以節約10%－30%左右，成本大大降低。同時，通過結構優化設計，還可以充分發揮原材料的性能，確保建筑結構各個單元之間的緊密聯系，提升建筑工程的經濟性。
三、結構設計優化技術的方法
之前也提到，建筑結構設計所追求的最終效果，是實現結構的安全性、經濟性、美觀性、實用性以及施工的便利性。在房屋建筑中應用結構設計優化技術，主要體現在建筑結構總體的優化設計以及建筑的分部結構優化設計。在房屋結構設計中的結構優化設計，主要包括基礎結構、屋蓋系統、圍護結構、結構細部等多個方面，需要從結構受力情況、整體布局、結構造型以及成本造價等方面進行綜合分析。結構設計優化技術需要從房屋建筑的實際情況出發，以確保優化設計作用的充分發揮。
（一）建立相應的結構優化模型
結構優化設計的實質，是利用相應的數學知識，對就愛你住結構中的各種參數進行整理和分析，然后依據結構整體，構建相應的數學模型，尋求最優設計的過程實際上就是對最優解的求解過程。因此，在對房屋結構進行優化設計時，需要建立相應的優化模型。首先，對設計變量進行合理選擇，設計變量對于房屋結構設計的影響是十分巨大的，設計人員需要按照變量的重要性，對其設計的參數進行分類，將影響較小的變量作為預定參數，從而簡化計算流程。其次，要對目標函數進行確定。在這里的目標函數，就是滿足建筑實際需求的最優解。然后，明確約束條件。對于房屋結構優化設計而言，其約束條件主要包括強度約束、尺寸約束、應力約束、彈塑性約束時，可以按照現行的房屋建筑設計規范，對優化設計的約束條件進行明確。
（二）確定結構設計優化方案
對于房屋建筑而言，結構設計的優化方案，主要是指結構的布局以及細部的優化。結構布局的合理性直接影響著房屋結構的造價，因此要求其結構盡量簡單，傳力直接，避免多次傳力的情況。而細部優化是一個較為廣泛的概念，包含的內容相對較多，根據其對于房屋結構的影響程度分析，最為關鍵的部分，是對構件截面的合理選擇。例如，豎向構件應該在滿足實際需求的前提下適當選擇軸壓比，軸壓比過大或過小都會影響配筋的設置。梁的截面設置同樣如此，如果截面過大，會影響建筑內部的有效空間，而截面過小，則會導致配筋相對較大，影響造價。
四、探討房屋結構優化技術的實踐應用方式
（一）框剪設計的整體思路
框剪結構集框架結構布局靈活、剪力墻結構剛度較大的優點于一身，使得該種結構體系具有較好的延性和整體性。目前框剪結構已被廣泛的應用于公用建筑、住宅等高層建筑中。在這個結構的剪力墻可以單獨設置，也可以利用一些其他的墻體，比如電梯井、樓梯間等，此外，這個結構還可以有效的提高側向剛度。在實際的建筑施工中，主要有剛性、剛柔、柔性等不同的價值計算方法，一般來說選用哪種計算方法會根據抗震質量的不同來進行合理的選擇，比如為了改善結構的抗震性能，應該注意場地的土質類別，對不同土質采取不同的加剪力墻等。
（二）復合地基形成法的技術提升
通過對被加固土體填充相應的材料，改變土體的結構，使土體被增強或被置換形成一定的增強體，由增強體和周圍地基同承載荷載，形成復合地基的一些地基處理方法。在建筑施工中，根據特殊地質條件對地基承載力的要求，而選用不同的處理方法達到相應要求。比如通過填充砂和石料深入土體，被置換或擠密，從而達到提高承載力的目的等。
（三）多層鋼筋混凝土框剪結構設計
在多層鋼筋混凝土框剪結構的設計上，全面把握設計的主要點，分析梁柱以及剛接或者鉸接相連促成的承載重量體系，在依據設計圖紙和文件的前提下，全面把握設計圖紙的客觀需要，同時加強規范性施工和管理，讀懂并理解設計圖紙中的每一項內容，達到按圖紙施工、依據圖紙設計的目的，作好技術交底。根據建筑結構的實際需求，可以采用現澆式框剪設計，就是通過梁、柱、樓蓋的現澆鋼筋水泥混凝土結構，增強建筑結構的整體性能，提升抗震能力，在實際建筑設計中可以廣泛應用；同時，還可以采用預制裝配式設計，就是指梁、柱、樓板均為預制，這樣可以減少工程的難度，提高工程的速度，但是，整體建筑質量的性能不是很強，抗震效果、漏水系統等會有一定的偏差，可以結合地質條件進行考慮。
（四）框架梁、柱箍筋間距的優化
對不同抗震等級的框架梁，柱箍筋加密區的最小箍筋直徑和最大箍筋間距做了明確的規定。側重點就是關于質量，比如抗震等級、人防等級、地基處理、承載能力、材料使用等一些相關因素，同時還包括對設計圖紙的詳細了解和掌握，在鋼筋水泥的質量要求、地基基礎設計等級、砌體結構施工質量控制等級,基本雪壓和基本風壓,地面粗糙度等等一些基本建筑結構的類型需要，如混凝土的含堿量不得超過3kg/m3、地下水類型及標高、防水設計水位和抗浮設計水位，地基液化，濕陷及其他不良地質作用，地基土凍結深度、設計活荷載值、混凝土結構的環境類別、材料等級、強度等級、材料性能、施工質量的特別要求等，是在建筑結構設計中要考慮的要素。
結束語
總之，在我國建筑行業飛速發展的帶動下，人們對于建筑工程提出了更高的要求，也使得結構設計優化技術在建筑工程領域發揮著日益重要的作用。對于設計人員而言，需要對房屋結構優化設計的復雜性和系統性有一個清晰而明確的認識，不斷提升自身的專業能力和設計水平，推動結構設計優化技術的發展，進而促進我國建筑行業的持續穩定發展。
參考文獻
[1]段佳琦.淺談對建筑結構設計的認識[J].中小企業管理與科技（下旬刊），2010（11）.
[2]馬雪麗.淺析建筑結構設計[J].黑龍江科技信息，2011（10）.
[關鍵詞]房屋建筑結構；優化設計；實踐應用
文章編號：2095-4085（2015）10-0055-02
近年來，經濟建設的快速提高促使基礎設施建設得到空前發展。技術人員在實際工作中應不斷積累經驗，提高創新能力，掌握先進的設計理論，對施工中遇到的問題進行優化設計分析，使相關資源得到最優化的合理配置，以提高房屋建筑的商品價值。
1房屋建筑結構優化設計的重要性
當前，隨著我國新時代房屋建筑的發展，人們對房屋建筑的高需求也使得設計工作逐漸步入深水區。各種設計問題急需解決，其居住功能不斷被弱化，進而賦予其更多延伸功能。在施工階段，施工方通過更新和優化施工技術，不僅提高了房屋建筑的質量，還達到了提高相應經濟效益和社會效益指標的目的。
2建筑房屋優化設計的實踐應用
房屋建筑的優化設計貫穿于房屋設計施工的等各個不同環節。下面從施工技術、使用功能和經濟效益等方面進行簡要分析。
2.1房屋建筑施工技術方面的優化
為了跟隨市場不斷發展的腳步，房屋建筑施工技術方面需要有所創新和優化。比如在施工過程中，異形板拐角處的裂縫情況就受到內部鋼筋的影響，對于鋼筋材質不同的I級鋼和冷軋帶肋鋼，其價格雖然相差不大，但利用計算機仿真優化設計技術建立函數模型發現，其抗拉極限等力學性能指標卻截然不同。一般來講，冷軋帶肋鋼筋更具有良好的優越性。由此可見，施工技術的不同會對房屋建筑的耐久屬性產生直接影響，同時對房屋建筑結構的穩固性、抗風性和抗震性產生的效果截然不同。
2.2房屋建筑使用功能方面的優化
對于房屋建筑而言，其最基本的使用功能達到消費者的心理訴求。筆者以剪力墻結構布置為例進行簡要說明。對于建設方來講，房屋建筑如果定位為高檔豪宅（比如高層住宅小區）時，由于純剪力墻結構的剛度大于框架一剪力墻復合結構，而且其抗震性能也要好于后者，所以優先考慮大開間剪力墻結構布置。為了考慮使用性能，可以采用厚度為160mm的薄墻體。這樣的設計不僅美觀而且還為消費者爭取了更多的使用面積，也節約了建筑材料，降低了工程造價。設計中如果出現剪力墻有柱無梁狀況時，就會設置成暗梁明柱結構。但是為了不影響其美觀，墻體結構的斷面結構設置為X250，并選用φ14的配筋。所以說，無論選擇用何種結構的剪力墻，其結構設計上的優化對其使用性能都具有積極作用。
2.3房屋建筑經濟效益方面的優化
以某市某教師公寓小區房屋建筑工程為例進行簡要介紹，其地基基礎承載力特征值為262kPa，地基基底壓力經測算為425kPa。另外根據地質勘查報告，復雜的地形地貌結構無法滿足現場施工要求，施工方根據多年施工經驗和現場情況，經與建設方和設計方溝通后提出了兩套施工方案，具體情況如表1所示。
通過比較，筆者僅從經濟效益上發現，方案一的工程造價為315萬元，而方案二的工程造價為36萬元，方案二在工程造價方面僅為方案一的十分之一。另外，方案二不僅節約了混凝土和鋼筋的用量，而且還減少了樁的數量。從而降低了整個工程的造價，取得了良好的經濟效益。
關鍵詞：復雜建筑；預應力結構；優化設計
在當前我國大多數建筑工程施工中，人們為了使得建筑工程管理的施工質量得到進一步的提高，人們就采用相關的優化措施來對其進行處理，從而使得建筑結構的穩定性和可靠性得到有效的提高，以確保我國建筑行業的可持續發展。而目前我們在對建筑預應力結構進行設計的過程中，有時會受到在各種外界環境的影響，而出現相關的質量問題，這就降低了建筑結構的穩定性和可靠性，導致建筑物中存在著許多的安全隱患。而且隨著我國建筑行業的不斷發展，建筑結構也逐漸的復雜化，這就使得建筑預應力結構中存在著問題也越來越明顯。為此，我們就要采用相關的優化設計方案來對其進行處理，從而使得建筑預應力結構在使用的過程中可以達到一個最佳的狀態。
一、預應力的概述
1、預應力的定義
所謂的預應力也就是人們在建筑工程施工中，為了改善建筑結構的穩定性、可靠性等各方面性能，在工程施工期間所預先實踐的壓力，從而抵消建筑荷載所產生的拉應力，這樣不僅可以有效的保障建筑工程的施工質量，還減少了建筑結構安全隱患的發生。目前，在我國建筑工程施工中，預應力常用在混凝土結構當中，這就使得預應力混凝土結構在正常使用的過程中，其工作性能要比普通混凝土結構要強，這就使得建筑結構的整體性和穩定性的有效的提高。
2、預應力結構的概述
建筑工程構件在實際應用的過程中，除了要對構件所受到的混凝土模塊自重的影響以外，還要對鋼筋結構拉應力的影響，因此我們就可以在混凝土結構中施加一定的壓力，從而使得混凝土構件的耐久性增強，使得建筑結構的穩定性和可靠性得到進一步的提升。而在工程中我們就將這種施加了預應力的構件，稱之為預應力結構。目前，在我國建筑工程施工中，預應力結構已經得到了人們的廣泛應用，這就使得建筑結構的功能和質量得到了有效的增強。
二、預應力優化設計的分析
1對預應力超靜定結構的受力分析
在預應力結構進行設計的過程中，我們必須要對建筑結構中，調整力系和工作力系這兩個方面的內容來對其進行判斷。其中調整力系是指錨具和預應力鋼筋結構在使用過程中，對建筑混凝土結構所產生的作用。而工作力系則是設計荷載對建筑結構產生的作用。在建筑工程施工中，如果混凝土中存在著工作力系，那么極其容易導致其混凝土結構受到破壞，從而使得建筑整體結構的穩定性和可靠性受到嚴重的影響，因此我們在建筑工程施工中，就要在其中施加一定的內力，來對其進行調整，從而提高建筑結構的穩定性。
假使預應力筋的布束形式不夠合理，預應力筋的數量就會有所增加，其對結構控制斷面的內力調整的效果也是有差異的。所以，預應力筋的曲線幾何位置是要在常規中進行反復調整的，除此之外，因受到梁截面面積的大小限制，梁端的錨具布置就會出現障礙，此時，就要進行粱下的直線預應力筋的布置。當設計荷載設定以后，混凝土的工作力系值就固定了下來，加之結構的設計要求，結構的設計參數都被限制在一定的程度內，通過這樣的設定，預應力的設計也就擁有了一個合理的調整力系，使得結構的各項內容的檢驗都能夠符合規定的要求。
（二）對預應力設計變量的分析
極限狀態以及承載能力的極限狀態是預應力結構中配筋設計所要滿足的規范和規定，并對此進行變形、抗裂、承載力、和應力的驗算。在實際設計中，一般利用結構的高跨比對結構的變形進行主要的控制，預應力筋的配筋則對抗裂進行控制。如果出現承載力的要求不能被預應力筋量滿足時，就要進行對非預應力鋼筋的增配工作。所以，作為預應力的初步設計，預應力配筋則可受到結構抗裂性的要求進行控制。混合式的曲線與直線配筋和單獨的曲線配筋是預應力設計中常用的兩種布束方式，在初步設計中，預應力的沿力筋可視為不變，其損失也就不需要進行考慮。依據等效荷載法，結構所受的曲線預應力作用可以被視為調整力系的作用。
三、工程實例分析
1、工程概況
某市大劇院是該市的一項重大市政工程，大劇院的高度約為50 米，面積可達5.2萬平方米，是該市的一項標志性建筑，地下有四層，地上有十層，具備綜合性、多功能的大廳、左右舞臺、主舞臺、音樂廳、后臺等較多的附屬結構。其建筑設計的要求非常嚴格，整體建筑結構尺寸和結構布置非常復雜，剪力墻、直柱、梁、曲柱、板組成等超靜定結構是它所采用的結構體系。在結構設計中，側墻長32 米，高位25米，厚度為600 毫米。以便于更好地滿足建筑管道的布置要求，寬度為500 毫米，沿墻長方向還設有7 道豎向間隔縫，墻體由此被分為8 個薄壁墻肢。
此外，為了能夠根據空間布局要求滿足大劇院的使用功能，其建筑跨度很大，并且使用了預應力混凝土梁結構。其中，該建筑的大廳的預應力梁跨度為25 米，設計荷載也是比較的大。同時，為了使得該大劇院結構的穩定性有所增強，在結構設計的上方預應力梁現澆和剪力墻與其它結構體系還與前后剪力墻相連。受到設計載荷的影響，側墻的薄壁墻肢所要承受的彎矩非常的大，該部位處于受壓的偏心狀態。由此可見。預應力設計的關鍵則是預應力的梁體設計的抗裂性要求的滿足方式，合理的預應力優化設計能夠使預應力的鋼束能夠得到合理的配置，還要能夠使得剪力墻所承受的巨大彎矩有所減小。
2、預應力優化設計
根據該大劇院的大廳預應力結構分析，其優化設計中的實際結構是所建立的空間三維的計算模型的有限元軟件ANSYS 所建立的結構，通過該軟件分析結構的各向受力。計算表明，預應力設計被薄壁墻肢上端的彎矩所控制，所以，建筑的三個控制截面分別為梁端截面、薄壁墻肢上端以及梁的跨中截面。
四、結束語
總而言之，在當前我國建筑行業發展的過程中，復雜建筑結構在逐漸的增多，這不僅提高了工程施工的難度，還使得預應力建筑結構的優化設計在實際應用的過程中，有著一定的挑戰性，因此為了保障建筑工程的施工質量，施工人員一定要對其各個部位的建筑結構進行預應力優化設計，從而使得整體建筑的穩定性和可靠進行得到明顯的增強。■
參考文獻
關鍵詞：建筑結構；數字化建造；3D打印；拓撲優化
縱觀建筑結構歷史的發展，變革往往來自背后的設計方法與建造工具，如透視法對文藝復興的影響，切石法對巴洛克的推動，軸側畫法對現代主義的作用，而現如今，隨著建造的操作主體經歷手工、傳統機械、數控機械乃至3D打印機的轉化，建造的操作對象從傳統磚混材料向先進復合材料發展，同時結合由計算機技術孕育而生的參數化設計、算法化設計，毫無疑問地，建筑結構的數字化設計與建造時代已經到來。
1 3D打印
作為建筑結構數字化建造中極其重要的組成部分，3D打印是以設計模型的三維數據為基礎，采用材料逐漸累加的方法生成三維實體的技術，因此又被稱為增材制造。作為第三次工業革命的重要標志，3D打印目前已廣泛應用于航空航天、汽車、醫療、珠寶、玩具等行業領域，對傳統社會生產造成巨大沖擊，成為公認的將改變人類未來的創造性技術。
與傳統的建筑結構建造方式相比，3D打印方式具有可實現高度復雜結構的自由生長成形、極大地減少施工工序、縮短施工周期、降低施工成本、環保節能等突出優點，并且可以極大地拓寬建筑結構的設計空間，使建筑師更多的靈感與創意成為真實。
目前，輪廓工藝、D-Shape、自由形式建造是國際上建筑結構領域最被寄予厚望的三大3D打印技術。
美國南加州大學的Khoshnevis教授所提出的輪廓工藝研究項目已獲得美國宇航局NASA的資助，用于測試并評估采用輪廓工藝在月球上快速就地取材，批量建造住所、實驗室以及其它設施的可能性。Khoshnevis教授指出，在2050年左右，建筑結構的3D打印將會成為一種成熟的技術。
由意大利發明家Enrico Dini發明的D-Shape打印機使用的原料主要是砂與鎂基膠而非混凝土，建造出來的建筑結構質地類似于大理石，這種新型材料由于其堅固的微結晶結構而表現出良好的密實度和抗拉強度。
自由形式建造工藝是由英國拉夫堡大學創新和建筑研究中心提出的，并得到英國工程和自然科學研究委員會、福斯特建筑設計事務所等的資助與合作。
2014年，上海青浦張江工業園，我國的盈創建筑科技有限公司（以下簡稱盈創）采用自主研發的全球最大建筑3D打印機在24小時內打印了10棟房屋。2015年初，盈創又宣布打印出一棟15米高的六層住宅，以及作為上海浦東湯臣一品售樓處的1100平方米三層別墅。該別墅的建筑成本約100萬元人民幣，3D打印所用材料為回收的建筑垃圾、玻璃纖維以及高強混凝土。
2014年，奧雅納工程顧問（以下簡稱奧雅納）為荷蘭海牙的某項目設計張拉整體結構，但由于整個結構和電纜構成的網絡過于錯綜復雜，導致結構中處處存在著不規則連接與特殊結構角度，即1200個鋼節點各不相同。奧雅納的工程師們嘗試解放受傳統機械加工工藝束縛的設計思路，通過對鋼節點進行純力學意義上的優化設計，得到相比傳統設計節省約75%材料的異形鋼節點，并利用選擇性激光燒結3D打印技術生產出了這些復雜的異形鋼節點。
2 拓撲優化
正如奧雅納的工程師將3D打印技術與結構優化結合起來從而充分享受到了自由設計的巨大優勢，哈佛大學設計研究院的帕納約蒂斯教授也指出，數字化建造技術最重要的貢獻并不在于讓人類更易于建造復雜的建筑結構，而在于脫離建筑結構的拼裝體系、連接建構體系從而達到材料柔性分布體系。帕納約蒂斯教授認為，3D打印技術允許材料在空間中更加連續地復合在一起，同時建造出具有材料層級的結構，尤其是在多重材料打印技術的輔助下，將可以制造出各點材料屬性不一的結構。
帕納約蒂斯.米哈拉托斯教授基于連續體拓撲優化等結構優化方法，在參數化設計工具Grasshopper中開發出插件Millipede，允許建筑師在方案設計階段融入結構性能優化的概念，使結構性能分析工具與建筑形態生成工具一體化。
作為數字化結構性能生形工具Millipede的算法原理之一，連續體拓撲優化是過去二十多年里結構多學科優化領域最熱門的研究方向。連續體拓撲優化是指在指定的設計區域內，給定荷載與邊界條件，在一定的約束條件下，通過改變結構的拓撲形式或者說材料布局，使結構的某種性能指標達到最優。目前最常見的連續體拓撲優化方法有SIMP法、水平集法、ESO/BESO法等。連續體拓撲優化方法在航空航天、汽車、機械等行業早已成為概念設計的有力工具，而對于采用3D打印技術建造的建筑結構，作為其數字化結構性能生形工具更是極具發展潛力。
2004年，大森博司等在日本的芥川河畔辦公樓項目中使用擴展ESO算法對該樓的西、南、北三個立面進行拓撲優化設計。2005年，磯崎新和佐佐木睦郎使用BESO算法對卡塔爾國際會議中心長達250m的入口進行拓撲優化設計。謝億民等與澳大利亞BKK建筑事務所使用BESO算法對澳大利亞某城際高速公路凈跨72m的步行橋進行概念設計，同時還采用殼體單元優化得到穿孔殼管設計，通過引入不同的周期性幾何約束調整出精彩各異的設計方案。2014年，Lauren等采用變密度法并考慮對稱約束與模式重復約束，實現超高層建筑的斜撐布局優化。
3 結語
在建筑結構的數字化設計與建造時代中，人類將告別傳統的梁板柱構件拼裝體系，利用3D打印技術等數字化建造技術實現性能更優更可控的材料柔性分布體系，使更多的靈感與創意成為真實。同時，以拓撲優化方法為核心的建筑結構數字化設計工具將極大地拓寬建筑結構的設計空間，使結構性能化設計與建筑美學設計進一步融合。
參考文獻
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關鍵詞：建筑結構；設計；優化設計；分析
1 建筑設計優化的重要意義
使用合理的優化方法，對建筑的結構設計進行優化，既能降低整個工程的造價，還能提升建筑的經濟價值，從而能夠有效提升建筑的經濟效益。
1.1 使工程的造價降低
建筑工程結構優化設計在會充分的考慮到現行階段的建筑行業的發展趨勢來進行剖析，根據現行的建筑特點來進行設計，如當前的高層建筑和高層的住宅偏多，因此其層數很多，在建筑用地面積不變的情況下建筑總面積很大，在面對高層建筑的結構設計時，為了節省用地，會將建筑物的房頂進行細致的規劃，可以保證整個工程的總造價降低，節約成本。
1.2 能夠提高建筑結構的經濟效益
建筑結構的設計需要保證到建筑工程的經濟效果，隨著建筑的層數的增加，高度也會增加，與其相關的墻體面積、柱體面積及配套的設施如管道等都會增加很多，層數比較少或者高度比較低時相應的建筑就會節省一些這樣的荷載。同時，高度越高的建筑，相鄰之間的距離也會比較遠，這樣不利于節省用地開支的目標實現，如果讓建筑的總高度下降，那各建筑之間的距離也會靠的近一些，這樣可以節約用地。另外，相同面積的建筑之間，建筑的平面形狀不同會使得其周長不同，越規則的平面形狀其周長會小一些，并且能夠提高其荷載的性能，增強了建筑的質量。優化創新后的建筑結構設計相較于傳統的設計，能夠有效降低建筑的總造價，能夠有效的提高建筑結構的經濟效益。
2 建筑結構設計優化的具體內容
建筑結構優化設計的內容可以分為目標函數選擇、變量選擇、約束條件選擇三個步驟，每一個步驟都涉及到建筑結構優化設計的一個方面的內容。
2.1 目標函數選擇
確定建筑結構的目標函數是建筑設計人員對建筑結構進行優化創新設計時的第一步，通過采用相應的技術與辦法，以建筑的面積的參數以及建筑可以達到的安全標準為前提，結合建筑建設所用的建筑材料等進行系統的規劃和計算，要保證相關的參數在計算的過程中要滿足相關的需求。合理科學地選擇建筑的工程造價模式是建筑設計相關人員在建筑結構優化設計過程中必須要進行的工作，要盡量優化建筑結構設計，在保證建筑質量的前提下，降低工程的總體造價。
2.2 變量選擇
建筑工程的設計階段，除了對建筑工程優化設計的目標函數進行正確的選擇，還要對建筑結構的進行變量選擇，變量的選擇對于建筑結構的設計也是至關重要的。變量選擇，顧名思義就是對影響建筑結構設計的各種會變化的因素進行分析和選擇，并研究其中會對建筑結構設計造成的影響最大的一個因素，然后在實際的設計過程中，對其進行評估計算以及控制其影響程度，以發揮建筑工程結構設計優化方法的作用。
2.3 約束條件選擇
建筑工程是一個復雜而又系統的工程，因此在實際的設計過程中，受許多約束條件所影響，在對建筑工程結構設計進行優化設計時，必須要考慮到建筑工程的約束條件、對約束條件的準確判斷，能夠實現建筑結構優化設計的最大化。比如，在建筑設計時，設計人員對結構的強度、尺寸、應力等等因素所存在的約束條件進行判斷選擇，要以建筑工程的實際情況作為出發點，進行科學合理的選擇，使得建筑結構設計的優化工作具有模范性和科學性，給建筑工程的施工打好基礎，提高整個工程項目的效率和經濟效益。
3 建筑結構設計優化的具體措施
建筑結構的優化方法，是由建筑結構的整體設計優化方法以及建筑結構的細節結構優化方法@兩個發面體現出來的。在建筑結構整體的優化設計中，要立足整體，全面的分析總體的數據，并相互協調，確保選出最優的優化方法。在細節結構優化設計中，要對建筑結構的各個方面進行剖析，合理劃分為不同的部分，逐個解決相關的選型、布置、造價等幾個部分的優化設計，實現降低工程造價的目標。
（1）拓撲優化法。拓撲優化法，就是通過在建筑結構設計優化過程中，結合建筑自身的特點以及實際的用途和情況，正確找到理想化的建筑結構分布形式，全面的分析建筑結構的剛度和其他與結構相關聯的屬性，來減少建筑結構自身的重量，從而提升建筑的性能。設計人員要充分掌握以及了解拓撲分析方法的優點，合理運用拓撲分析方法，使得設計出來的建筑結構擁有很強的邏輯性。
（2）截面優化法。截面結構的可靠性以及安全性是建筑結構優化設計時相關人員必須要考慮的一個重要方面。截面結構作為建筑結構的細節所在，其性能是最能體現出建筑的整體性能的。在實際的設計過程中，為了保證截面結構的的可靠性與安全性，設計人員要對建筑結構中所涉及的界面進行準確的計算，然后再進行設計，不僅可以提升建筑結構的穩定性，還可以提高建筑的美觀程度。具體的方法有，可利用有限元方法來計算設計變量的結構位移情況以及應力特點，然后用計算設備對獲得的數據進行驗算和分析，得出結果后，根據其需求調整，確定調整的范圍，在此范圍中再進行區域優化設計。
（3）外形優化法。外形優化是在界面優化的基礎上進行完善的，以達到更好提升建筑的結構設計質量的目的。在對建筑結構進行外形優化時，相關人員要對建筑的整體情況掌握得很清楚，再根據我國現行的建筑柱結構設計的相關標準，在掌握的建筑的情況的基礎上進行改進。建筑結構的外形特征就是利用外形優化法來進行劃分的。外形優化方法在實際的實施過程中，通常會采用連續性結構與桿系結構。建筑結構的節點坐標選取是桿系結構的重要環節，節點坐標在選取好后，要將其作為設計的一個變量，來實現建筑外形優化設計的目標及需求。
（4）細節部分結構設計與概念設計相結合。概念設計優化方法，是在比較缺乏詳細的相關數據的情況下進行的。某些因素是具有不確定性的，比如地震，在對建筑的抗震能力進行設計時，由于缺乏詳細的數據，只能通過概念設計的優化方法，將一些存在的數據當作輔助來進行。同時，通過結合上訴的一些結構優化方法，使得優化效果更佳。另外，在設計的過程中，對建筑結構的細節部分進行優化設計是必須要做的工作，如現澆混凝土施工過程中，異形板料的彎曲部分容易開裂是一個比較突出的問題，對此我們將其進行簡化，然后再選擇鋼筋，這樣能有效的降低混凝土出現開裂現象的幾率，不僅提高了經濟效益，最重要的是滿足了建筑結構的基本需求。
（5）對地基結構進行優化設計。對建筑的地基進行優化設計也是優化整個建筑結構的有效方法。選擇合適的方案對于地基的結構優化來說很重要，例如，樁基類型的選擇，要以實際的施工情況為準，并實現降低造價的目標，然后以樁端持力層的厚度為參考，選擇科學合適的灌注樁長度，且對不同的優化方案進行集中對比，盡量使得選擇的方案是最佳的。再比如，樁筏基礎是某建筑結構的原有設計方案，通過把該設計利用的樁筏基礎改為樁基礎的優化方法，設置不同的承臺，在此優化中，在保證總的沉降值和不均勻沉降值的前提下，顧及到的是基礎傳力的傳遞路勁越短會越省材料的原因。與樁筏基礎設計方案相比，樁基礎是一個更好的選擇。
4 結束語
綜上所述，建筑結構的優化設計能夠使得建筑質量更好、更加美觀、降低工程造價以及提升建筑的經濟效益，在建筑行業競爭激烈的今天能夠提高企業的競爭力，也能夠為人們帶來更有安全保障和質量保障的建筑物，因此其在建筑工程中是一個很重要的環節。但在建筑結構優化設計在實際的實施過程中，是比較復雜的，需要多方面的出發，充分結合實際的情況選擇科學合理的方案，以實現對建筑結構進行最佳的優化目標。
參考文獻
[1]李貴江.建筑結構設計優化設計新方法探析[J].江西建材，2017（01）.
【關鍵詞】優化；建筑結構；工程設計
引言
隨著我國建筑行業的迅速發展，建筑工程的生產和建設成本支出也在不斷加大，相關的建筑企業只有不斷創新建筑結構、優化建筑結構工程設計才能在建筑行業的競爭中利于不敗之地，優化建筑結構工程設計對于建筑行業的長遠發展具有重要的意義。當前中國經濟發展人民生活水平有了很大提高，自然對于建筑工程有了更高的要求，特別是居住建筑、辦公建筑等與人民生活工作息息相關的建筑。傳統式的建筑結構設計已經逐漸適應不了當今時代的發展要求，無法滿足人們對于建筑結構工程的期待。對建筑結構工程設計進行優化是建筑行業發展形式所趨，優化建筑結構工程能夠有效降低建筑工程的成本造價，保證建筑的經濟效應，同時還能夠增強建筑結構的安全性。
一、優化建筑結構工程設計的內容
1、建筑物結構周期折減系數。對于建筑物結構的總體設計中，計算周期往往會較之實際周期要更長。由于施工的時候建筑墻體會存有填充性質，因而在很多時候建筑結構在實際表現上的建筑剛度會大于設計的效果，而如果對建筑物結構剪力計算較小的話，這樣會降低建筑物結構的安全性能，這時候要通過對建筑物結構進行周期性折減計算。
2、建筑物結構耐久性設計的優化。在很多建筑材料使用時都會用到混凝土，但是在混凝土結構的設計中往往會缺乏對建筑物做耐久性設計，因而建筑物使用壽命達不到預期年限。因而建筑物的功能和技術要最優先得到保證，不能單純追求經濟效應，要對建筑物的耐久性進行優化設計，讓建筑物結構功能得到最大程度體現。
二、優化建筑結構工程設計的方式
建筑結構設計主要依靠建筑設計的要求，通過科學的設計理念和合理的理念方法，進而選擇適合的建筑結構形式和構筑條件，需要對結構和構筑受力的充分把握，根據設計的經驗和前期規劃對建筑結構工程進行優化設計。
1、對建筑結構抗震設計的優化。在建筑結構工程設計上多設置幾道抗震的防護層。讓每一個抗震結構體系都有完整的抗震整體性能，由具有延展性能良好的結構構件完成協同組合工作。由于自然災害特別是地震發生的難預測性，對于建筑結構的抗震性要求則會更高。地震在很多時候還會伴隨有余震的發生，抗震結構體系應該有意識地建立和分布在內外部的冗余部位，保證有耗能的構建有較高的延展性和剛性，這樣建筑結構的設計能有效吸收和分散地震能量，從而提高建筑物抗震性能。
在對建筑結構構成要素的時候要注意強弱關系的影響，避免需要大強承載力的部位使用小件而造成的不平衡，在建筑設計中要注意性能配件的使用。同時，對于建筑工程設計中要根據實際需要和具體實際條件，有針對性地對結構整體和結構關鍵的部分要作為性能優化設計的目標進行建筑結構工程設計的優化。
2、對建筑結構靜力分析方法的優化。建筑結構的方法包含有很多種，一般而言建筑結構的出現變形和建筑結構內力可以使用彈性方法，柱子和連梁的構建要充分考慮塑形的變形，結構計算模型要根據現實操作條件確定，模型分析要準確反映出建筑結構構件的真實受力情況。建筑結構的狀況分析，要選用平面結構的協同、空間的桿系、空間的墻板等計算模型進行建筑物構造的整體進行運算，特別注意不符合桿系特點的構件進行輔助分析。
3、對建筑結構平面的優化。建筑結構外在變現形式會有不規則的出現，這會影響建筑結構的扭轉，在建筑結構設計上沒有做到剛心、重心和質心的同在一處，這樣在產生振動的情況下會產生鋼結構的扭轉振動效應。因而，在對建筑結構工程進行優化設計的時候要盡量使得受力作用在同一建筑平面上能夠平衡均勻分布，減輕建筑結構帶來的扭轉振動效應。對于平面設計盡量形式簡單，使得不規則程度能夠得到合理范圍的控制。
第四、對建筑結構的材料使用優化。建筑材料是建筑物構建的最基本的要素，因而在對建筑物構造進行設計優化的過程當中，要盡量選取合適的材料，增強建筑物的觀賞性，同時提高在使用建筑架構材料的使用效率，降低建筑結構的能源消耗，促進建筑物構造設計的生態環保。對建筑材料的節約和有效使用，根據建設的實際條件和要求，進一步降低建筑物的建設生產成本，提高建筑物結構構建的經濟效應。
三、結語
隨著我國建筑行業的迅速發展，建筑工程的生產和建設成本支出也在不斷加大，相關的建筑企業只有不斷創新建筑結構、優化建筑結構工程設計才能在建筑行業的競爭中利于不敗之地，優化建筑結構工程設計對于建筑行業的長遠發展具有重要的意義。綜上所述，建筑結構的優化離不開整體全面的規劃，不斷提高建筑結構的使用價值，對建筑結構進行功能多樣性改造，追求建筑結構的整體效益，提升建筑工程的實效性，更好地滿足人們對于建筑結構的要求。
參考文獻
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[2]楊宏剛. 有關建筑結構設計的優化設計的分析[J]. 企業導報，2013，23：265-266.
關鍵詞:建筑結構；優化設計；分析
中圖分類號：TU318 文獻標識碼：A
引言
建筑結構設計就是建筑結構設計人員對所要施工的建筑的表達。而建筑是人類物質生存環境的重要載體。近年來，節能環保型社會建設理念的不斷深入人心，進一步加劇了建筑的需求者與供應者對建筑結構優化設計的需要。建筑結構的優化設計，不但滿足了投資者控制建筑投資成本的目標，而且更加符合使用者對建筑本體功能的需求，從而實現了社會整體經濟效益的最大化。因此，建筑結構的優化設計，在市場經濟下的節能環保型社會越來越成為可行。
1 建筑結構優化設計的基本理論
結構優化設計不應僅僅在結構本身,而是應包括建筑的各方面,科學地確定建筑結構優化設計幾項基本原則并有效地按照這些基本原則去進行建筑結構設計,是非常重要的。建筑結構的優化設計主要體現在建筑工程的決策階段、設計階段、建設階段。在建筑工程的決策階段，確定結構優化設計所要達到的總體目標，滿足本體功能，最大程度保障安全性，縮減投資成本；在建筑工程的設計階段，確定每一個子系統及整體結構的優化布局；在建筑工程的建設階段，以結構優化設計為建設原則，組織建設好每一個子系統從而實現整體結構優化布局。決策階段結構優化選擇是關鍵，設計階段結構優化設計是核心，建設階段結構優化建設是基礎，3 個階段互相驗證、互為補充、缺一不可。建筑結構優化設計的基本要求:
（1）功能性
建筑是人類的基礎物質生存環境，建筑結構優化的終極目標就是為了滿足人類對物質生存環境的最大化需求。對功能性的滿足也不再局限于傳統的實用，而是增添了舒適性、美觀性、協調性等多種新元素，滿足人類對基礎物質生存環境的更高要求。
（2）安全性
建筑作為人類生存的基礎生存環境，與人類的生產、生活緊密相關，安全性成為建筑結構優化設計的必然考慮因素。一味追求建筑結構的優化設計，忽略決策階段、設計階段、建設階段的安全性，其作為建筑不但沒有任何實際意義，反而會給人類正常生產和生活帶來致命的危害。因此，安全性是結構優化設計中的必然考慮因素。
（3）經濟性
建筑結構優化設計的經濟性是市場經濟條件下對資源配置提出的新要求。經濟性是指通過建筑結構的優化設計，最大化的節約各種材料資源，達到減少建設成本的目標。另外，各種材料資源都存在一定的稀缺特性，建筑結構的優化設計能科學合理的減少材料的使用量，節省建設材料使用成本。
（4）環保性
建筑結構設計的環保性是繼經濟性之后的一大更高要求，建筑結構優化設計過程通過材料選用品種的環保、整體布局的環保來體現可持續的發展理念。在建筑資源的材料選用方面，在保證建筑本體功能性、安全性的基礎上，最大可能的選擇節能環保型材料，同時，在結構優化的整體布局中，不僅強調建筑主體內部結構的統一與環保，也包括建筑建設過程中廢舊材料的處理與應用，更不能忽略建筑未來使用過程中對環境產生的重要影響。另外，材料選用的環保、整體布局的環保也是結構優化設計過程中安全性的體現。
2 建筑結構優化設計的策略、安全與經濟
2.1結構優化設計中的材料選用
基于物理學與建筑學的基本原理，建筑結構各個點、線、面都呈現出一定的力學承載力特征，而力學承載力本身的載體就是材料，通過各種材料的配置，加強構件的強度、剛性與延展性，鋼筋混凝土材料的打造適應了這一趨勢。工程實踐證明，鋼筋混凝土的結構設計中，梁柱是主要的承受載體，打造鋼筋混凝土梁柱能局部提高梁柱的抗壓力。因此，在工程建設實踐中，采用高標號的鋼筋混凝土，可以減少梁柱等構件的橫截面，減輕結構本體的重量，同時也擴大了使用空間；而梁板以受彎為特性，采用高強度鋼筋，能科學合理的減少鋼筋的使用量。另外，結構建設者應科學合理的匹配鋼筋混凝土結構中鋼筋與混凝土的投放比例，最大限度發揮鋼筋混凝土復合材料的復合特殊性能，所以在高層建筑結構中，在結構的轉換層、受力復雜的銜接點部位與大跨度結構上，采用型鋼混凝土、預應力混凝土是比較好的選擇，同時保證高層建筑功能性、安全性、經濟性的最大化性能發揮。在建筑結構設計與建設過程中，存在非常多的鋼筋混凝土現澆板中混凝土標號過高的情況，一味追求高標號混凝土是沒有任何意義的，高標號的混凝土無法理想發揮其強度性能, 反而為抵抗高強混凝土較大的收縮變形和滿足最小配筋率要求,板中鋼筋的配筋量卻相繼增加, 直接導致鋼筋的使用量增加，間接影響工程投資成本的提高。
2.2 結構優化設計中的構件布置
建筑結構優化設計中的構件布置主要涉及梁、柱子、剪力墻的布置與設計。目前，高層建筑的結構設計大多采用框架- 剪力墻結構體系, 這種體系由鋼筋混凝土框架和鋼筋混凝土剪力墻2 部分組成,框架的梁柱為剛接,框架與剪力墻可為剛接,也可為鉸接。高層建筑體日趨復雜,各種不同功能的建筑用房綜合在一起,組成形態各異的高層建筑,給建筑結構優化設計增加了一定的難度。而框架- 剪力墻結構體系具有靈活組成使用空間的優點, 比較容易滿足建筑物的使用要求, 而且框架- 剪力墻結構體系有較高的承載力,較好的延伸性和整體性,并且具備很強的吸收地震力的能力, 從而大大減小了結構本身的側移。因此，在建筑結構優化設計的實踐過程中，在框架-剪力墻結構設計中,剪力墻剛度的確定除了必須滿足強度條件外, 還必須使結構具有一定的側向剛度。基于此,剪力墻剛度的大小將直接影響到結構的安全性及工程造價成本。另外，在框架- 剪力墻結構初步設計階段,簡捷、準確地確定框剪結構中剪力墻最優數量,即可避免重復、繁瑣的結構剛度調整計算,還可以達到減少經濟成本的目標。
梁的選用與布置。常規梁經濟性最好,但嚴重影響建筑層高，尤其是在目前土地資源有限的情況下，最終還是無法實現社會整體經濟效益的最大化；寬扁梁能減少梁的截面高度,增加建筑物的凈高。在建筑物總高度限制的情況下,可以增加層數,以獲得更多的建筑面積。但寬扁梁在經濟指標上與常規梁相比并不是最優,由于y 方向截面高度減小,使得縱向鋼筋的配筋率較高,同時撓度偏大。在跨度進一步加大的情況下,也可采用預應力梁,以滿足建筑物的特殊要求,但費用較高。此外，高層建筑框架柱截面大小主要由軸壓比控制, 在上部軸力一定的情況下,可以通過加大柱截面、提高混凝土設計強度、加大柱箍筋、采用鋼混凝土柱等不同方法來控制柱軸壓比，最大化程度保證功能性與安全性。
2.3 結構優化設計中的整體布局
為實現這些目標，建筑結構決策者與設計者須從結構優化設計的全局觀念出發，利用結構設計中的點、線、面，確定建筑結構設計的總體布局，處理好點、線、面之間的架構關系，借助于材料的選用、構件的布置，充分發揮單個構件與整體結構的配合與協調，使之能實現最佳受力狀況，既實現整體結構良好的承重力、剛性與延展性，也實現單個構件的最大化與最佳化利用，保證達到建筑設計的國家質量標準，實現建筑功能性、安全性與經濟性的多重目標。
關鍵詞：房屋結構設計；建筑結構設計；優化
中圖分類號：TB482.2 文獻標識碼：A 文章編號：
Abstract: with the development of economy, improve the people's living standard, the building structure design of building structure in the design optimization is one of the effective ways of China's construction enterprises to achieve sustainable development. The paper discussed the optimization design of building structure design of building structure.
Keywords: building structure design; structure design; optimization
1.建筑結構設計優化概述
由于建筑工程所涉及到的內容非常豐富，建筑結構設計優化所包含的內容頁比較豐富，從總體上來看，建筑結構設計的優化工作包括對房屋總體結構和分部結構優化兩個大的內容，其中，在房屋建筑結構設計中的建主結構優化設計主要包括以下幾個方面的具體內容，第一，房屋基本結構優化內容。第二，房屋頂部結構的優化。第三，房屋的維護結構、總體結構、細節結構等內容的優化設計。第四，要以房屋建筑的基本功能要求和舒適性要求為基礎，對房屋建筑結構的造價進行控制，也就是要對“房屋的造價進行最優化設計”。
之所以對建筑結構設計進行優化是因為優化設計能夠實現對有限的空間和資源進行充分利用，提高各種設備和材料的使用效率，盡量使優化結構下所建筑的房屋能夠實現安全、可靠、經濟、美觀。相關研究統計數據顯示，建筑結構的優化設計與傳統設計相比能夠節省5%～33%的工程造價，因此，在房屋建筑結構設計中要積極應用建筑結構優化設計技術，以推動建筑工程企業的常遠發展，實現資源的充分利用。
2.常用的房屋建筑結構設計優化技術
常用的建筑結構設計優化技術有很多種，不同的優化技術產生的實際建筑結構設計效果也是不同的，而由于各種優化技術都具有自身的特征，對建筑工程的要求也不同，因此，在與房屋建筑結構相結合時就需要對房屋建筑工程的實際狀況進行分析，而基本優化技術的應用分為以下兩種。
2.1概念設計在房屋結構設計中的應用
概念設計技術指的是“設計人員根據設計的一般規律和實踐經驗，對房屋建筑結構設計的多種方案進行分析并優化選擇方案的過程”。概念設計技術在房屋結構中主要應用在房屋結構布置、房屋結構的細節處理、荷載量的確定、參數選擇等部分的設計中，在進行概念設計過程中設計人員要對房屋施工方案進行綜合分析，從中選擇出最佳的施工方案。
2.2概念設計在建筑設計中的應用
概念設計在房屋的建筑設計中進行應用主要目的在于提高房屋的抗震能力，應用在房屋的抗震性設計當中，如果房屋抗震性能差，在發生地震時則會造成重大的損失，因此，房屋建筑設計中的抗震優化設計就顯得尤為重要。然而發生地震的隨意性是非常大的，不同地區的地震等級、破壞能力等都是不同的，這就給房屋建筑設計中的抗震設計提出了更高的要求，相關數據的計算難度也非常大。概念設計是“綜合考慮決定抗震性能的各種因素和造價因素，選擇抗震性和經濟性最強的方案。”因此，在房屋建筑設計中的概念設計優化技術的應用能夠大大提高房屋建筑的抗震能力。概念設計優化技術在房屋結構設計中所應用的主要思想是“小震不壞、中震可修、大震不倒”，其實這種思想也是多途徑設防的思想，多途徑設防思想是指“在發生大地震時，先破壞房屋次要的結構，消耗地震能量，盡量保證房屋的主體結構不遭到破壞。”
3.房屋結構設計中的建筑結構設計優化策略
房屋結構設計中的建筑結構設計優化策略是需要從不同的角度和方向來進行的，比如可以從節能環保角度進行優化設計、從信息化自動化角度進行優化設計等等，具體而言房屋建筑結構設計優化策略大致有以下幾點。
3.1優化選擇房屋建筑結構類型
不同的形式的房屋建筑結構類型是會產生不同的造價管理模式的，而在建筑結構設計中常用的結構類型有如下幾種，第一，剪力墻結構類型。該類型主要應用于高層房屋建筑中，所依托的基礎為混凝土結構施工技術，該種優化結構類型同“短肢剪力墻”結構類型相比就有抗震性能強、鋼筋材料使用數量較少等特征。第二，框架結構類型。這種類型主要優點在于開間大、靈活布局、造價較低等優點，但是該結構類型也具有一定的缺點，柱的截面面積比較大，抗震能力相對較薄弱。第三，“框架—剪力墻”結構類型。這種類型的結構是對剪力墻和框架兩種結構的優化組合，其能夠綜合以上兩種結構類型的優點，結構布置比較合理，實際應用能力也比較強，該結構的最突出特點就是抗側力能力比較強。
綜上所述的三種房屋結構類型，無論是哪種都會有優點和缺點，在進行結構類型選擇過程中一定要從建筑質量和建筑成本兩個角度出發優化選擇，對于建筑質量一定要符合業主和相關標準的要求，而對于建筑成本控制來說，要對房屋建筑工程的投資水平和施工單位的實際施工能力等進行分析和選擇，最好是實現利益均衡。
3.2積極應用信息優化技術
在房屋建筑結構設計中存在的變量比較多，房屋建筑結構的優化造成了一定的障礙，因此考慮到房屋建筑結構中存在的各種復雜因素，在優化設計中就應該積極應用先進的信息技術，比如應用一些參數定義軟件，這樣就能夠有效的減少房屋建筑結構優化設計中設計者的工作量，提高工作質量和工作效率。
3.3節能結構設計的優化
節能結構設計的優化是需要以綠色建筑理念為基礎，并積極應用設計學中的方法。首先，優化布局和表面形狀。布局就是指建筑的主要朝向，受到我國氣候條件的影響，為了保證房屋的陽光照射量的通風良好，房屋的朝向盡量要朝南。表面形狀的優化就是要保證所設計的房屋建筑外表面積不要接受冷風的直接朝向，這樣就能夠減少熱能的消耗，起到節能效果。其次，維護結構設計。維護結構主要指的就是門窗和屋頂，對于門窗而言，在房屋朝南的方向所設置的門窗要盡量要大和多，這樣能夠最大限度吸收陽光輻射，朝向北的就要減少門窗，防止熱量的流失，材料也要選擇保溫效果好的。屋頂的設計可以采用架空的方式或者是鋪設循環水管，夏天降溫冬天保暖。
4.結語
從以上的分析中我們看到了房屋建筑中結構設計的優化是需要綜合進行的，雖然本文簡單的提出了三點優化策略，但是在實際應用中，不同的房屋建筑工程特征所要求的優化方式也是不同的，還需要設計人員在優化設計之前對房屋建筑工程實際狀況進行深入了解。
參考文獻
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關鍵詞:房屋建筑；結構設計；結構設計優化技術；具體應用
中圖分類號： TU318 文獻標識碼： A
前言：在現代建筑工程施工中，其整體造價的很大一部分就是建筑的基礎結構，在實際的施工過程中，如果我們能夠科學應用結構設計優化技術，產生的經濟效益和社會效益就十分的可觀。所以，在房屋建筑工程的具體結構設計中，我們的設計人員和施工人員就應該嚴格貫徹落實經濟適用性原則，科學合理的進行設計，利用先進的科學技術，合理選擇房屋建筑的結構設計方案，只有這樣，房屋建筑工程的造價成本才能降下來，使經濟效益得到最大化。
一、房屋建筑結構設計中應用優化技術的基本內容
在房屋結構的初期設計中就有意識的采用結構設計優化技術，不僅達到了房子實用、美觀的效果，而且還能在很大程度上節約建設成本，實現了“物美價廉”的期望。所有的建筑商都期待能夠在保證建筑結構長期有效的基礎上，最大可能地提高建筑結構的安全性和可靠性，同時也能最大限度地減少建筑工程的投資成本，這樣才能更好的實現可持續發展，創造更大的經濟效益和社會價值。另外，它能夠為建筑的整體設計方案進行科學的決策，完美地實現了適用、經濟和安全的設計目標。
對建筑結構優化技術的內容進行了解，是應用優化技術的基本前提。其主要內容包括：在滿足了設計需求的前提下，應該考慮到在房屋建筑結構設計過程中會遇到的各種各樣問題，并且在選擇經濟最合理的情況下，進行結構設計的工作，這也就是進行對房屋建筑結構優化設計的一個過程。一般來說，包括比如說像依據清遠市獨特的地理位置或者地形地貌，對其建筑結構進行選型以及構建的布置等內容。一般來說包括兩個部分的內容：其一就是以房屋建筑整體結構為設計對象進行的優化、設計工作；其二就是以房屋建筑的分布結構作為對象進行的優化、設計工作。
二、房屋建筑結構設計與經濟之間的關系
1、結構設計與建筑設備關系
在進行對房屋建筑的結構設計時，必然會使用到像給排水管道或者電氣設備等材料。而房屋建筑結構的層數也直接決定著建筑設備的投入成本大小，因為房屋建筑的層數越高，需要的給排水管道量就愈大，像一些電氣設備的使用量也會增加，這樣也會在一定程度上增加房屋建筑使用設備的成本投入。
2、結構設計的層數與用地面積關系
一般來說，可能從表面上來看，像一些高層或者多層的建筑隨著層數的增加，所使用的總占地面積就越少。實質上這樣的想法是錯誤的，因為隨著建筑物層數的增加，建筑物的高度增加，這樣也會在一定程度上拉大兩幢建筑物之間的距離，反而會增加建筑物所使用的總土地面積。因此，房屋建筑結構設計的層數與使用的土地面積之間沒有非常必然的聯系，出于對建筑結構優化設計的考慮，也是要對兩者之間進行協調的。
3、結構的分部部分與建筑層數關系
對于多層或者是高層的建筑物來說，都是共同使用屋蓋的部分，因此，對于屋蓋部分的設計成本自然也會隨著建筑物層數的增多而降低。但是對于基礎部分則不盡相同，因為隨著建筑物層數的增多，上層部分對基礎部分施加的荷載也會增加。所以，為了確保房屋建筑結構的可靠性，對于其基礎部分必須要增加對荷載力的設計，因此，這也會影響到基礎部分的設計成本會隨著建筑物層數的增加而增多。同樣，這樣的情形還適用于對于其它一些分部的部分，比如說進行承重的墻、梁、柱等等，所以，隨著房屋建筑層數的增多，想要確保房屋建筑的安全性能，對這些構件的荷載力也要采取有效措施。也可以說，房屋建筑內部不同的分布部分，與層數之間的成本影響也是各不相同的。
三、房屋建筑結構設計中的優化技術應用
1、加強對于概念設計優化技術的重視
一般對于房屋建筑的結構設計來說，其布置方案具有多樣性的特點，也就是說，對于同一個建筑方案，是可以選擇不同的結構布置方案的，而且加上分析方法也具有多樣性，所以在對建筑物的布置方案進行確定后，在考慮承受力相同的情況下也可以選擇不同的分析方法。除此之外，進行對房屋建筑的結構優化設計時，依據的指標、使用的建筑材料等都不是唯一的。而且對于以上這些問題來說，是無法依據計算機或者相關軟件得到確定答案，因此，對于這部分問題的處理，就必須要依靠設計人員來進行判定。
不同的設計人員自然會有不同的處理意見。所以在進行一些優化設計問題的處理時，應該選擇具有豐富經驗的設計人員。越是經驗豐富的人員，其方案的選擇就愈靈活，而且做出的判斷也愈合理。這也是我們所說的，進行概念設計優化的過程。因此，想要實現對房屋建筑結構的優化設計，就必須要加強對相關設計人員豐富的經驗積累，這樣才能實現對建筑結構的設計優化。
2、建筑結構設計中優化技術的實際應用
對房屋建筑進行結構的設計根本目的就是為了實現建筑物的經濟、美觀價值，并且在節約資金的同時確保其使用性能與可靠性。因此，對于一些建筑物面臨的外部環境進行分析也成為了優化設計的重要內容。在這其中，地震屬于比較特殊的復雜環境。因為對于地震來說，一般無法確定其發生的時間、地點或者作用大小等等，發生的沒有規律性，所以對建筑物的破壞程度也比較大。因此在進行對建筑結構的優化設計時，應該充分考慮到地震的作用力，減少由于地震發生帶來對建筑物的破壞程度。采取一些有效的抗震設計方案，遵循建筑物的延性設計理念，提高建筑物的抗震性能。
3、如何解決房屋建筑結構設計的實際復雜問題
房屋建筑結構設計最主要的目的在于實現房屋建筑本身的安全性以及功能性，當然對于建筑物的耐久性要求也是一項非常重要的指標。能夠在所設計的規定年限內實現建筑物的各種功能需求，并且能夠最大限度減少建設成本是建筑結構設計的優化目的。使用概念化設計技術就是指通過房屋建筑物的結構優化實現建筑物抵抗外部作用因素的能力提高，在一些外部因素的綜合作用下，建筑物的使用功能以及耐久性都不會受到相應的影響。因此，進行建筑物在復雜應力環境下的最優化設計是結構設計的最主要內容。其中外部因素作用中，地震作用較為特殊，因為地震荷載作用的時間、地點以及強度都無法準確預測，地震活動沒有任何規律性。一旦發生能量等級高的地震作用時，建筑物的破壞可能是毀滅性的。因此，房屋建筑結構設計中應對于地震荷載作用進行充分考慮，盡可能減小地震作用對于房屋建筑的損毀程度。目前對于建筑物的結構抗震設計，有著一些比較有效的設計方案。通常情況下，結構對稱的建筑物其荷載承受處于均勻狀態，建筑物的延性較大，結構的危險截面比較少，因此對于抗震性能也有著明顯的效果。對強能量級別的地震作用，首先發生破壞的是一些次要構件，這樣可以有效保證主要構件的穩定性，使得建筑結構不至于失穩。這種設計理念稱之為多道設防思想，通過次要構件來保護主要構件，通過主要構件來保證建筑物本身的安全。
四、房屋建筑結構設計應用優化技術時的注意事項
1、注意前期的參與
對房屋建筑結構設計的前期方案的確立，會直接影響到最終房屋建筑的總成本投入，而且一般存在著房屋建筑結構優化設計技術并沒有參與到前期方案中，使優化設計人員在進行對房屋建筑結構設計的時候沒有注重其合理性，這樣就會直接導致后期結構的優化設計不合理，增加設計難度，增多建筑結構設計成本。所以，設計人員應將房屋建筑結構優化設計參與到前期方案確定中，選擇合理的設計方案，起到節約成本的根本作用。
2、注重各個環節的優化
除了要注重對房屋建筑整體的結構設計，也應該加強對其基本構成的精細設計，這樣才能從細節之處出發，達成完整的優化。比如說盡量對矩形板塊的現澆板進行劃分設計，使每個現澆板受到合理的負載，防止出現拐角裂縫的現象。另外，隨著結構優化設計理論與計算機技術的不斷整合與發展，在進行房屋建筑結構的整體優化設計中，其已經從實踐的問題轉變為一個數學問題。所以，相關設計人員也應該加強對基于計算機技術的優化設計分析。
3、正確理解、應用規范設計
正確理解運用規范。規范是我們在設計中必須遵循的“最低”標準，是對國家的技術經濟政策、科技水平和工程實踐經驗的一個系統性總結。我們應該全面理解《規范》條文的涵義、特點、適用范圍、應用條件等等各個方面，只有這樣才能正確的運用好《規范》，為房建建筑工程建設服好務。作為一名房屋建筑結構設計師，首先要深入理解規范條文的真正含義，其次還要客觀地分析應用好《規范》條文。在《規范》條文的正確之印象，針對具體的設計方案、使用條件、環境，以工程的安全性及經濟性為目的，創造性地選用規范中的數據，設計出更好的更上層次的建筑物。
五、結束語
總而言之，在房屋建筑結構設計中應用優化技術，不僅可以切實提高建筑物的實用功能，實現其美觀與經濟角質，而且還能確保其可靠性與耐用性，所以，無論是針對廣東省清遠市的房屋建筑還是其他地區的結構設計人員來說，都應該在進行對房屋建筑結構的設計中，充分應用優化技術，選擇合理的設計方案，降低房屋建筑的投入成本，只有這樣才能推進房屋建筑工程的持續健康發展，進一步促進經濟建設的快速發展。
參考文獻：
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[2]劉慶貴.試論房屋建筑結構設計中應用優化技術[J].現代商貿工業.2013（03）．
[3]張利民.房屋建筑工程中結構設計優化技術分析[J].科技創新導報.2012（07）．
【關鍵詞】 建筑結構；優化設計；意義
一、房屋建筑結構優化方法的重要性
如今，隨著城市化進程的不斷加快，城市建筑土地資源越來越緊缺，因此高層或超高層住房將成為城市住宅的發展方向，相較于傳統的建筑模式，高層建筑等新型建筑的建設具有更大的難度，這就要求相關的施工建設人員應該重視房屋結構優化問題，在減少資金投入的同時，進行細致的建筑設計方案規劃，運用新技術和新理念，建設出既安全又經濟的建筑。不過，在實際的施工建設過程中，優化設計的實施往往不是一帆風順的，可能因為多方面的限制而難以進行。首先，很多施工單位都會因為趕工程進度，而不顧施工質量，對于房屋設計的缺陷不予及時的優化處理，而對最后的建筑質量造成影響。其次，還有一些施工建設人員自身經驗不足、專業素質不高，無法進行建筑設計優化。最后，還因為一些施工建設人員和設計人員只注重建筑的部分建設，而忽視建筑的整體設計，不能準確的制定工程預案，影響建筑整體的造價。對建筑的結構進行設計優化能夠合理的規劃建筑設計，減少工程資金投入，房屋結構各個方面整合起來，保證建筑質量，為人們提供經濟安全的住房。
二、建筑結構設計應遵循的原則
（1）使不規則建筑平面布置產生規則結構效應的原則。在建筑結構優化設計的過程中，需要根據不同功能的需求，通過對調節墻柱的布局和墻肢長短，使建筑結構達到經濟結構和安全使用的目標。
（2）提高建筑居住舒適度的原則。建筑居住的舒適度是建筑結構優化設計的出發點和落腳點。為提高建筑居住舒適度應該從建筑結構、裝飾裝修、電氣安裝等各方面進行整體優化設計。
（3）針對不同構件采用不同安全系數的結構優化設計的原則。如果為了確保建筑的整體安全性而不分構件的實際承載能力，對所有構件均給予相同的安全系數，這樣反而會導致結構設計的不合理。可以根據建筑不同部位的承載能力設計其需要的安全系數，達到整體優化的目標。
（4）降低建筑結構造價的原則。在保證建筑結構整體性能達到指標的前提下，盡量考慮建筑的經濟性。
三、加強建筑結構優化設計方法
1.確定結構設計優化方案
對于房屋建筑而言，結構設計的優化方案，主要是指結構的布局以及細部的優化。結構布局的合理性直接影響著房屋結構的造價，因此要求其結構盡量簡單，傳力直接，避免多次傳力的情況。而細部優化是一個較為廣泛的概念，包含的內容相對較多，根據其對于房屋結構的影響程度分析，最為關鍵的部分，是對構件截面的合理選擇。
2.滿應力準則法
滿應力準則法是以滿應力為準則，本算法為了使結構的材料得到充分的利用，充分考慮各構件在最少一種工況及最不利應力的情況下達到材料的容許應力的大小，因此發揮各構件的最大使用限度。滿應力準則法包括應力比法、齒行法及能量準則法三種方法，其中，應力比法是最基本最簡單的迭代方法。齒行法是對應力比法的一種改進，主要體現在迭代的方法的優化，在迭代過程中使每次的迭代點控制在主約束曲面上。通過合理的調整迭代點，使優化目標不斷接近。能量準則法是以應變能作為準則，以盡量減少結構使用材料為目的。
3. 保證設計優化的可靠度
對于房屋的結構的設計優化來說，必須確保結構的可靠度，來對優化設計相關的約束條件進行相應的確定，設計優化的約束條件主要包括裂縫寬度約束、結構強度約束、尺寸約束、構件單元約束、應力約束、結構體系約束、從可靠指標約束到確定性約束條件以及從正常使用極限狀態下的彈性約束到最終極限狀態的彈塑性約束等約束條件。在進行結構設計的時候，確保每個約束條件都必須滿足相關要求，以實現最佳的設計。在設計過程中必須對細部的結構進行相應的設計優化，例如，在現澆的混凝土異形的板料，其拐彎處容易開裂，我們可以簡化成矩形板，然后再合理的選擇鋼筋，在滿足其結構的基本要求條件下，達到既安全又經濟的目的。
4. 4智能優化準則
智能優化準則法主要體現在隨著算法發展越來越智能化，智能運算在結構優化設計中應用也越來越廣泛。其中，遺傳算法和模擬退算法在建筑結構優化設計中得到廣泛應用。遺傳算法的特點在于不依賴于具體問題，運用達爾文的進化論的基本原理，處理工程中的離散變量優化問題。模擬退火算法在隨機搜索上不僅引入了適當的隨機因素，而且可以考慮影響目標函數值的優劣因素。
5. 材料優化設計
建筑結構在材料方面的優化就是使建筑材料最充分的利用，對材料的選擇很關鍵，選擇合適的材料既能夠滿足使用的功能，又能提高房屋建筑質量，當然還能最大化地降低成本，節省更多資源。所以要求在材料采購選擇時一定要對所需的材料性質、各項質量指標熟悉了解，購買時本著經濟實用的原則。材料也要方便施工，保證施工安全易操作。鋼筋是建筑時最重要的材料之一，在選擇時大部分的設計人員都會強化著眼于鋼筋的配置計算上，很容易忽視鋼筋的種類。現在市場中鋼筋的種類很多，所以好的優化設計方案應該是在滿足設計承載力要求的前提下，選擇適合的鋼筋種類和數量，這樣就能很大程度上降低資金投入。
參考文獻
[1]楊宏剛.有關建筑結構設計的優化設計的分析[J].企業導報，2013（23）.
【關鍵詞】結構設計；結構優化；結構類型
0引言
建筑結構優化，即在一些建筑結構的設計方案中選取最優的或最適宜的設計方案，它參照數學中的模型最優化原理應用到建筑工程結構設計方案的優化比選中。研究發現，建筑結構在使用過程中是否穩定、耐久、合理等，主要決定于在建筑結構設計時選定的結構類型是否最優、是否最符合工程結構的需要。對于同一座建筑工程項目，不同的結構設計師知識儲備不同，因此可能會設計出不同的結構類型、結構體系，但經過結構方案的優化、從而選取最優化的結構類型，提高建筑結構的使用壽命、穩定性能。
1建筑結構優化的主要因素
1.1荷載設計
研究發現，任何一座建筑結構都需要受到水平力和豎向荷載的作用，同時建筑還要承受較大的風荷載、地震力的作用等。當建筑結構的整體高度比較低時，由結構本身的重力引起的豎向荷載對結構的作用比較明顯，而水平荷載作用在結構上，產生的內力和位移比較小，往往在計算時不考慮水平荷載的作用；若在較高層建筑設計中，雖然所受到的豎向荷載仍對結構產生較大程度的影響，但水平荷載對建筑結構本身的影響比豎向荷載產生的影響更加強烈。研究表明，隨著建筑結構整體高度的逐漸增加，水平荷載對建筑結構產生的影響越將會越來越大，因此，在建筑結構高度較高時，結構所承受的水平荷載對結構的影響則不可忽視。
1.2選取結構類型較輕的
在建筑結構優化過程中，要盡量選取結構體較輕的。在現代結構優化設計中，設計人員越來越重視選用輕質高強材料，從而做大程度上減輕整體結構的自重。由于在多層建筑結構中，水平荷載對結構產生的影響處于較次要地位，結構所承受的主要荷載是豎向荷載。由于多層建筑樓層較少，整體高度相對比較低，結構自重相對來說較輕，對材料的強度要求不是特高。
但隨著建筑結構高度的增加，在較多的樓層作用下，結構產生的自重荷載則會比較大，使得建筑結構對基礎產生較大的豎向荷載，同時在水平荷載的作用下，結構的豎向構件（柱）中會產生較大的水平剪力和附加軸力。為了使得結構滿足剛度和強度的要求，通常采取加大結構構件的截面尺寸，但是加大構件的截面尺寸會使得結構的整體自重增加。因此在高層建筑結構首先應該考慮如何減輕結構的自重。
研究表明，當在高層或超高層建筑結構優化設計時，選用結構強度高、自重較輕的鋼結構、高強混凝土結構可以很大程度上減小建筑結構的自重。
1.3 側向位移
據相關資料表明，建筑結構的側向位移隨著建筑高度的增加而逐漸增大，因此，在建筑結構的優化設計中，對層數較少、高度較低的結構，可以不考慮其側向位移對結構的影響。但隨建筑結構高度的增加，整體結構的側移對結構產生的影響則不可忽視。
研究表明，由于水平荷載對結構作用產生的側移隨著建筑高度的增加而逐漸增大，且側移量與結構高度成一定的關系。
在進行高層建筑結構優化設計時，既需要充分考慮建筑結構整體是否具有足夠的承載能力，能否承受風荷載的沖擊作用，又要求結構具有足夠的抗側移性能，當建筑結構受到較大的水平力作用下，其可以很好地控制產生過大的側移量，確保結構整體的穩定性能。
與低層或多層建筑相比，高層建筑結構的剛度稍微差一些，在發生地震災害時，結構的側向變形更大。為了確保高層建筑結構在進入塑性階段后，結構整體仍具有較強的抗側移性能，保持結構的穩定性，則需要在高層建筑結構的構造上采取合適的措施，確保結構具有足夠的延性，從而滿足結構的剛度要求。
2建筑優化方法綜述
2.1基本假設
（1）彈性體假設
目前，對建筑結構進行工程分析時，均采用彈性的分析方法。當結構受到風荷載或豎向荷載時，假設結構處于彈性工作狀態，符合建筑結構的實際受力狀態。但是當受到地震災害或臺風襲擊時，結構產生較大的側向位移，更甚出現裂縫，使得結構進入到塑性階段，此時不可以再用彈性變形計算，應采用彈塑性理論進行分析。
（2）小變形假設
小變形假設普遍應用于結構變形分析中。但當結構頂點的水平位移與結構的高度比值大于0.002時，就不可以忽略P―Δ效應對結構的影響了。
（3）剛性樓板假設
在高層建筑結構分析時，假設樓板的自身平面內剛度無限大，而自身平面外的剛度則忽略不進行計算。采用這一假設，在很大程度上減少了高層建筑結構位移的自由度，減小了計算的難度，并為筒體結構采用空間薄壁桿的計算理論提供了保障。研究發現，剛性樓板假設一般適用于框架結構體系和剪力墻結構體系中。
2.2結構優化方法
（1）并行算法
由于高層建筑結構的主要因素是結構的抵抗水平力的性能。因此，抗側移性能的強弱成為高層建筑結構設計的關鍵因素，且是衡量建筑結構安全性、穩定性能的標準。
由于在建筑結構中，單位建筑結構面積的結構材料中，用于承擔重力荷載的結構材料用量與房屋的層數近似成正比例線性關系。此外，用于建筑結構樓頂的結構材料用量幾乎是定值，不隨結構的層數變化；但是用于墻、柱等結構構件的材料用量隨樓房的層數成線性正比例增加；而對于抵抗側向移動的結構材料用量，與樓房結構層數的二次方的關系增長。圖3-1表示在風荷載作用下的5跨鋼框架結構，不同的結構層數結構材料各個構件用量。
研究表明，樓房結構所采用的結構體系是否具有較好的抗側力性能，在很大程度上影響結構材料的用量，綜合考慮各方面的條件，通過精心設計確定結構的最優化設計方案，使結構體系的材料用量降低到最小程度。從上圖中的虛線以上陰影部分就是結構優化設計節約的鋼材用量，因此高層建筑結構方案的優化設計可以在很大程度上節約工程的總造價。
（2可靠度優化法
在建筑結構的優化設計時，必須進行結構的整體可靠度優化。在地質災害發生不活躍的地區，風荷載是主要的水平荷載。因此，在非地震災害區高層建筑結構的方案選型時，應優先選用抗風性能比較好的結構體系，也就是選用風壓體型系數較小的建筑結構體系。比如結構外形呈曲線流線型變化的建筑結構圓形、橢圓形等，或是結構從下往上逐漸減小的截錐形體系的風壓體形系數較小，有利于很好地抗風。此外，在對結構進行平面布置時，適合選取結構平面形狀和結構剛度分布均勻對稱的結構體系類型，這樣可以在很大程度上減小風荷載作用下的扭轉效應引起的結構變形和內力的影響。同時，還要限制高層建筑結構的高寬比，避免結構發生傾覆和失穩現象。
（3）高層體系優化法
由于建筑使用性能的不同，所以其對內部空間的要求不同。同時，高層建筑結構使用功能不同，則其平面布置也發生改變。通常，住宅和旅館的客房等宜采用小空間平面布置方案；辦公樓則適合采用大小空間均有；商場、飯店、展覽廳以及工廠廠房等則適宜采用大空間的的平面布置；宴會廳、舞廳則要求結構內部沒有柱子的大空間。由于不同的結構體系可以提供的內部空間的大小不同，因此，在建筑結構設計階段，應該首先根據建筑結構的使用功能，選用合適的結構類型。
3結束語
綜上所述，在確定高層建筑結構方案時，要全面考慮結構的使用功能、場地類別、設防烈度、建筑高度、地基基礎類型、結構材料和施工工藝，同時還要考慮結構的設計、技術以及經濟保障等，選擇最優化的結構體系。
參考文獻
[1] 謝琳琳.關于高層建筑結構選型決策的研究[D]，重慶：重慶大學碩士學位論文，2001
【關鍵詞】結構設計；建筑結構；優化技術
1 建筑結構設計優化方法的應用及實踐價值
1.1 結構設計優化方法的應用 結構設計優化方法和技術的應用具體體現在房屋工程結構總體的優化設計和房屋工程分部結構的優化設計兩方面。其中房屋工程分部結構的優化設計包括：基礎結構方案的優化設計、屋蓋系統方案的優化設計、圍護結構方案的優化設計和結構細部設計的優化設計。對以上幾個方面的優化設計還包含選型、布置、受力分析、造價分析等內容，并應在滿足設計規范和使用要求的前提下，結合具體工程的實際情況，圍繞其綜合經濟效益的目標進行結構優化設計。
1.2 結構設計優化方法的實踐價值 筆者認為，在滿足建筑結構長遠效益的前提下，應盡量減少建筑結構的近期投資并提高建筑結構的可靠度和合理性。與傳統設計相比，采用設計優化技術可以使建筑工程造價降低5%～30%。優化技術的實現，可以最合理的利用材料的性能，使建筑結構內部各單元得到最好的協調，并具有建筑規范所規定的安全度。同時，它還可為建筑整體性方案設計進行合理的決策，優化技術是實現建筑設計的“適用、安全和經濟”目標的有效途徑。
2 民用建筑結構設計與經濟性的關系
2.1 結構設計與用地的關系 多層或高層住宅建筑中，總建筑面積是各層建筑面積的總和，層數越多，單位建筑面積所分攤的房屋占地面積就越少。但隨著建筑層數的增加，房屋的總高度也增加，房屋之間的間距也必須增大。因此，用地的節約量并不隨建筑層數的增加而按同一比例遞增。
2.2 結構設計與造價的關系 建筑層數對單位建筑面積造價有直接影響，但影響程度對各分部結構卻是不同的。屋蓋部分，不管層數多少，都共用一個屋蓋，并不因層數增加而使屋蓋的投資增加。因此，屋蓋部分的單位面積造價隨層數增加而明顯下降。基礎部分，各層共用基礎，隨著層數增加，基礎結構的荷載加大，必須加大基礎的承載力，雖然基礎部分的單位面積造價隨層數增加而有所降低，但不如屋蓋那樣顯著。承重結構，如墻、柱、梁等，隨層數增加而要增強承載能力和抗震能力，這些分部結構的單位建筑造價將有所提高。
2.3 高層住宅結構設計與經濟性的關系 住宅的層高直接影響住宅的造價，因為層高增加，墻體面積和柱體積增加，并增加結構的自重，會增加基礎和柱的承載力，并使水衛和電氣的管線加長。降低層高，可節省材料、節約能源，有利于抗震，節省造價。同時，除降低層高可以減少住宅建筑總高度，縮小建筑之間的日照距離，所以降低層高能也取得節約用地的效果。
在相同建筑面積時，住宅建筑平面形狀不同，住宅的外墻周長系數也不相同。顯然平面形狀越接近方形或圓形，外墻周長系數越小，外墻砌體、基礎、內外表面裝修等也隨之減少，并且受力性能好，造價會降低。考慮到住宅的使用功能和方便性，通常單體住宅建筑的平面形狀多為矩形。 轉貼
3 結構設計優化技術在建筑結構設計中的應用
3.1 直覺優化（概念設計優化）技術與建筑結構設計 對于同一建筑方案，可以有許多不同的結構布置設計；確定了結構布置的建筑物，即使在同種荷載情況下也存在不同的分析方法；分析過程中設計參數、材料、荷載的取值也不是惟一的：建筑物細部的處理更是不盡相同，這些問題是計算機無法完全解決的，都需要設計人員自己作出判斷。而判斷只能在結構設計的一般規律指導下，根據工程實踐經驗進行，這便是前面所說的概念設計。因此，概念設計存在于設計師對多種備選方案進行選擇的過程中。
3.2 概念設計處理的實際建筑設計問題 概念設計所要處理的問題多種多樣。但可以肯定的是希望通過概念設計，建筑結構能在各種不期而遇的外部作用下不受破壞，或將破壞程度降至最低。因此，分析如何應付建筑物可能遭遇的各種不確定因素成為概念設計的重要內容。其中，地震作用最為難以琢磨，破壞性也最大。故而，建筑設計過程中就應該未雨綢繆，從計算及構造等各個方面都要采取一些有助于提高抗震能力的措施，不利于抗震的作法則應盡量避免。剛度均勻、對稱是減小地震在結構中產生不利影響的重要手段；延性設計則能有效地防止結構在地震作用下發生脆性破壞；多道設防思想能使建筑在特大地震作用下次要的構件先破壞，消耗一部分地震能量。這些抗震設防思想在整個設計過程中都應該作為概念設計的重要指導思想。
4 結語
建筑是凝固的藝術，建筑師總是希望通過建筑物表達自己的設計意圖，力求藝術性和實用性的完美結合。結構師在保證安全性的前提下，當然應該敢于挑戰新的結構形式，使建筑師的意圖得以實現。在建筑結構設計的過程中，在基本滿足建筑師設計意圖的基礎上，平面布置應盡量規則，對稱，盡量縮小質量中心和剛度中心的差異；使建筑物在水平荷載作用下不致產生太大的扭轉效應。豎向布置上，在滿足功能要求的前提下，盡量使豎向承重構件上下貫通；能不使用轉換層的就應避免使用，以減小結構分析和設計上的困難，另外也不經濟，還容易造成應力集中；豎向剛度最好不要突變，而要漸變，否則突變處在水平荷載作用下會出現嚴重的應力集中現象，這對結構抵抗水平動力荷載是十分不利的。
參考文獻：
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