導(dǎo)言：作為寫(xiě)作愛(ài)好者，不可錯(cuò)過(guò)為您精心挑選的10篇結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化，它們將為您的寫(xiě)作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。

篇1

隨著我國(guó)改革開(kāi)發(fā)的進(jìn)一步發(fā)展，全國(guó)人民的生活都步入了小康時(shí)代。越來(lái)越多的人對(duì)物質(zhì)生活要求也越來(lái)越高了，許多人都住進(jìn)了高樓大廈。人口的繼續(xù)增長(zhǎng)，使得建筑物越來(lái)越多，而土地資源有限，這樣導(dǎo)致土地價(jià)格越來(lái)越高，從而導(dǎo)致了建筑商的建筑成本也越來(lái)越高。降低建筑成本是建筑商首先考慮的方法，那么如何控制建筑成本呢？結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)思想是目前國(guó)內(nèi)外比較有價(jià)值的一套理論系統(tǒng)。運(yùn)用該理論方法，實(shí)現(xiàn)人民對(duì)于居住環(huán)境和生活環(huán)境的改善，提高建筑產(chǎn)品的質(zhì)量與品味，滿足小康社會(huì)人們對(duì)新生活的需求，同時(shí)降低工程建筑的造價(jià)成本，實(shí)現(xiàn)建筑商利潤(rùn)最大化的目標(biāo)，這具有適用、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的價(jià)值。

1優(yōu)化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法

社會(huì)上的建筑物都很令人賞心悅目給人以美的享受，這是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與建筑實(shí)施技術(shù)相互協(xié)調(diào)、密切配合，從而達(dá)到美觀效果的結(jié)果

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)我們都追求安全、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀、施工簡(jiǎn)單等五種目標(biāo)。文中的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化，能實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)技術(shù)優(yōu)化的目的，能應(yīng)用于實(shí)踐，它不但滿足了人們對(duì)建筑美觀、造型優(yōu)美的要求，又能使房屋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、性能安全、建筑成本經(jīng)濟(jì)，成為名副其實(shí)的“經(jīng)濟(jì)適用”建筑。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法從建筑上來(lái)分析，它主要體現(xiàn)在優(yōu)化設(shè)計(jì)的建筑工程結(jié)構(gòu)和建筑工程結(jié)構(gòu)的總體優(yōu)化設(shè)計(jì)兩個(gè)方面。

第一個(gè)方面：建筑模型的優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。

一項(xiàng)大的建筑工程，先設(shè)計(jì)建筑模型，那么建筑模型的優(yōu)化是十分必要的。建筑工程的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)主要包括：基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)化

設(shè)計(jì)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)、屋蓋系統(tǒng)方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)細(xì)部設(shè)計(jì)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。除此之外，還需要做選型、布置、受力分析、造價(jià)分析等內(nèi)容的優(yōu)化設(shè)計(jì)。所有這些設(shè)計(jì)，都按照一切從實(shí)際出發(fā)的原則來(lái)進(jìn)行，根據(jù)工程的具體實(shí)際情況，圍繞房屋建筑的綜合經(jīng)濟(jì)效益的目標(biāo)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，首先要滿足設(shè)計(jì)意圖后，盡量使平面布置規(guī)則，縮小剛度和質(zhì)量中心的差異，這樣可以避免水平荷載與建筑物中太大的扭轉(zhuǎn)作用力。在豎直方向上應(yīng)避開(kāi)使用轉(zhuǎn)換層，減少應(yīng)力集中現(xiàn)象。

房屋結(jié)構(gòu)可靠度優(yōu)化設(shè)計(jì)的約束條件，包括了應(yīng)力約束、裂縫寬度約束、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度約束、尺寸約束、從正常時(shí)的極限狀態(tài)下彈性約束到終極狀態(tài)的彈塑性約束、從可靠指標(biāo)約束到確定性約束條件等。在設(shè)計(jì)中，我們要保證各約束條件必須符合現(xiàn)行規(guī)范的要求。

第二個(gè)方面：建筑模型的優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的 計(jì)算方案。

完成計(jì)算方案的設(shè)定后只需編制相應(yīng)適用的運(yùn)算程序即可得到我們的最終優(yōu)化結(jié)果。然而，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化涉及到多個(gè)變量、多個(gè)約束條件，這是屬于一個(gè)非線性的優(yōu)化問(wèn)題，在設(shè)定計(jì)算方案時(shí)，需要將有約束條件轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)約束條件來(lái)進(jìn)行計(jì)算。建筑工程設(shè)計(jì)中常用

的方法有Powell算法、拉氏乘子法和符合型等方法。利用這些方法來(lái)計(jì)算建筑模型的優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。

2優(yōu)化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)在實(shí)踐中的應(yīng)用

在設(shè)計(jì)好了優(yōu)化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案后，就可以將該理論方法應(yīng)用于實(shí)踐之中。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化，是目前一個(gè)比較普遍的課題，要達(dá)到利

用結(jié)構(gòu)優(yōu)化的方法在不改變適用性能的前提下達(dá)到降低工程造價(jià)的目的，將結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法應(yīng)用于實(shí)踐之中，這是我們建筑工程設(shè)計(jì)

人員所追求的目標(biāo)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用于項(xiàng)目的整體設(shè)計(jì)、前期設(shè)計(jì)，舊房改造，抗震設(shè)計(jì)等設(shè)計(jì)的各分部環(huán)節(jié)，發(fā)揮著巨大的效益。

在按照結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的方法及模型進(jìn)行實(shí)踐的過(guò)程中，要注意下面的三個(gè)方面的問(wèn)題：參與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的前期工作，將概念設(shè)計(jì)和細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化下部的地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。下面就這三個(gè)方面進(jìn)行詳細(xì)描述。

2.1參與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的前期工作

因?yàn)榍捌诜桨傅拇_定直接影響建筑的總投資，而現(xiàn)在存在的普遍問(wèn)題就是前期方案階段結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并不進(jìn)行參與，建筑師進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)大多并不考慮結(jié)構(gòu)的合理性以及它的可行性，但是建筑設(shè)計(jì)的結(jié)果卻直接對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)造成影響，某些方案可能會(huì)增加結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的難度，并使得建筑的總投資提高。如果在方案的初期，結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)就能參與進(jìn)來(lái)，那么我們就能針對(duì)不同的建筑類(lèi)別，選擇合理的結(jié)構(gòu)形式，合理的設(shè)計(jì)方案，獲得一個(gè)良好的開(kāi)端。

2.2將概念設(shè)計(jì)和細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化

概念設(shè)計(jì)應(yīng)用于沒(méi)有具體數(shù)值量化的情況，例如地震設(shè)防烈度，因?yàn)樗牟淮_定性，計(jì)算式難免與現(xiàn)實(shí)有較大的差異，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候就要采用概念設(shè)計(jì)的方法，把數(shù)值作為輔助和參考的依據(jù)。設(shè)計(jì)過(guò)程中需要設(shè)計(jì)人員靈活的運(yùn)用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的方法，達(dá)到最佳的效

果。

2.3優(yōu)化下部的地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

地基基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化首先要選擇合適的方案，如果為樁基礎(chǔ)，那么要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件選擇樁基類(lèi)型，盡量節(jié)省造價(jià)。樁端持力層對(duì)灌注樁樁長(zhǎng)的選擇影響很大，應(yīng)多進(jìn)行比較以確定最合適的方案。

3優(yōu)化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)際價(jià)值

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化在建筑設(shè)計(jì)中具有很重要的地位，首先使用結(jié)構(gòu)優(yōu)化的設(shè)計(jì)能降低建筑，其次進(jìn)行優(yōu)化結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)能提高建筑結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性。這些都具有實(shí)際價(jià)值。

3.1 通過(guò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)來(lái)降低總造價(jià)

進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中，多層住宅和高層住宅相比較，層數(shù)越多總建筑面積增大，單位建 筑面積占用的土地面積就越小，節(jié)約了用地成本，但建筑層數(shù)的增多，建筑總高度也會(huì)加大，樓與樓之間的間距也要加大，這時(shí)占用的土地節(jié)約量就不與建筑層數(shù)增加比例相同了。另如屋蓋部分，一棟樓只有一個(gè)屋蓋，并不會(huì)因?yàn)閷訑?shù)的增加而有所改變，它的成本下降會(huì)比較明顯。對(duì)于基礎(chǔ)部分而言，雖然也是各層共用的，但是層數(shù)增加，傳給基礎(chǔ)的荷載將會(huì)增大，我們需要增大基礎(chǔ)，這樣單位面積的造價(jià)有所降低，但是卻沒(méi)有屋蓋的效果那樣明顯。

3.2 通過(guò)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化來(lái)提高建筑結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性

建筑的層高增加，由于墻體面積和柱體積增加，結(jié)構(gòu)的自重會(huì)增加，基礎(chǔ)和柱的承載力相應(yīng)增加，水衛(wèi)和電氣的管線會(huì)加長(zhǎng)；相反降低層高，可節(jié)省材料，有利用抗震，同時(shí)建筑的總高度減小，兩建筑之間的日照距離就會(huì)減小，間接的節(jié)約了用地。建筑面積相同，建筑使用不同的平面形狀時(shí)，它的外墻周長(zhǎng)也就會(huì)不同，這樣當(dāng)選擇圓形或是越接近于方形時(shí)，外墻周長(zhǎng)系數(shù)就越小，基礎(chǔ)、外墻砌體、內(nèi)外表面裝修都隨之減少，同時(shí)其受力性能也得到提高，增強(qiáng)了建筑的經(jīng)濟(jì)性能。

4 結(jié)論

利用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的技術(shù)方法，能提高有限的空間、有限的資源，讓其最大化的效果發(fā)揮，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)化、實(shí)用性和適用性的良好目標(biāo)。滿足了建筑產(chǎn)品的品質(zhì)要求不斷提高的目的，實(shí)現(xiàn)了人們對(duì)于居住條件及生活環(huán)境的要求不斷提高的需求，同時(shí)，這也實(shí)現(xiàn)了建筑商不斷尋求新的手段來(lái)滿足顧客的需求，達(dá)到降低建筑工程造價(jià)成本的目標(biāo)。

5 參考文獻(xiàn)

[1]談建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].建筑科學(xué)，2009

篇2

在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，在滿足建筑設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)意圖的基礎(chǔ)下，平面布置應(yīng)當(dāng)盡量保持對(duì)稱(chēng)和規(guī)則，盡可能的縮小剛度中心和質(zhì)量中心之間的差異，從而使建筑物在水平荷載下不至于發(fā)生太大扭轉(zhuǎn)。在豎向布置上，在滿足功能的前提下，應(yīng)盡可能的使豎向承重構(gòu)件上下保持貫通，可以不使用轉(zhuǎn)換層則盡量不使用，避免造成結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)上的困難。豎向剛度盡量不要突變，應(yīng)采取漸變的方式，避免應(yīng)水平荷載作用產(chǎn)生嚴(yán)重的應(yīng)力集中現(xiàn)象。

在工程項(xiàng)目和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，除了考慮設(shè)計(jì)對(duì)象基本的使用功能和可靠性外，還要考慮把設(shè)計(jì)對(duì)象盡可能設(shè)計(jì)的更完善一些，這就是研究結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的主要目的。它用科學(xué)的計(jì)算選取更合適本項(xiàng)目滿意的結(jié)構(gòu)方案。

一、房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)模型與方案

房屋建筑工程分部結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)包括以下幾個(gè)方面：房屋基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)、房屋屋蓋系統(tǒng)方案優(yōu)化設(shè)計(jì)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)優(yōu)化與結(jié)構(gòu)細(xì)部設(shè)計(jì)優(yōu)化。針對(duì)以上幾個(gè)方面的優(yōu)化設(shè)計(jì)，還包括了選型、布置、造價(jià)、受力等內(nèi)容進(jìn)行分析。在實(shí)際實(shí)施中，還應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況出發(fā)，再結(jié)合具體工程實(shí)施情況，圍繞房屋建筑綜合經(jīng)濟(jì)效益目標(biāo)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。

（一）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)模型。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化是在各種影響變量中選取主要的參數(shù)建立函數(shù)模型，運(yùn)用科學(xué)的計(jì)算方法得出最好的優(yōu)化方案。結(jié)構(gòu)優(yōu)化建立模型大概分為以下幾個(gè)步驟：設(shè)計(jì)變量中主要參數(shù)的合理選擇，通常的變量選擇主要選擇對(duì)于總體結(jié)構(gòu)影響較大的參數(shù)，將所有的參數(shù)按各自的影響屬性劃分分類(lèi)，將影響不大的參數(shù)定為預(yù)定參數(shù)，這樣可以減少函數(shù)模型中大量的計(jì)算。目標(biāo)函數(shù)一旦確定，使用函數(shù)找出符合條件的最優(yōu)解。最后是約束條件的確定，房屋建筑結(jié)構(gòu)可靠性?xún)?yōu)化設(shè)計(jì)的約束條件包括了應(yīng)力約束、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度約束、裂縫寬度約束、尺寸約束。在優(yōu)化設(shè)計(jì)中，確定各種約束條件務(wù)必符合現(xiàn)行規(guī)范要求。

（二）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)設(shè)計(jì)多個(gè)變量和多個(gè)約束條件，設(shè)定計(jì)算方案時(shí)，常常將由約束條件轉(zhuǎn)換為無(wú)約束條件計(jì)算，常用的方法包含有符合型法和拉式乘子法。在完成計(jì)算方案設(shè)定時(shí)只需要編制相適應(yīng)的運(yùn)算程序即可得到最優(yōu)化的結(jié)果。

二、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用所面臨的幾個(gè)問(wèn)題

將結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用到實(shí)踐中，是比較廣泛的一項(xiàng)措施，利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法可以不改變使用性能下達(dá)到降低工程造價(jià)的目的，結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用于整體設(shè)計(jì)、前期設(shè)計(jì)、抗震設(shè)計(jì)、舊房改造等各分部環(huán)節(jié)都能發(fā)揮巨大的效益。在時(shí)間應(yīng)用中，應(yīng)當(dāng)注意幾個(gè)問(wèn)題。

（一）前期參與。前期方案的確定將直接影響到整體建筑的總投資，前期方案階段結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并不參與是現(xiàn)在所面臨的一個(gè)問(wèn)題，建筑設(shè)計(jì)師在建筑設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的合理性和可行性大多沒(méi)有考慮，但建筑設(shè)計(jì)結(jié)果會(huì)直接影響結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，有些方案有可能造成建筑總投資增加和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的難度提升。假如我們?cè)诜桨傅某跗?，就選擇合理的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，那么我們就可以根據(jù)不同的建筑類(lèi)型，選擇合適的結(jié)構(gòu)形式和合理的設(shè)計(jì)方案，打好一個(gè)良好的基礎(chǔ)。

（二）細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化。概念設(shè)計(jì)運(yùn)用于沒(méi)有具體化數(shù)值情況下，需要設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過(guò)程中靈活運(yùn)用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法，從而達(dá)到最好的效果。在細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化中，注意各細(xì)節(jié)部分的設(shè)計(jì)，比如現(xiàn)澆板中異形板拐角處易出現(xiàn)裂縫，可把異形板劃分成矩形運(yùn)用。

（三）地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化首先應(yīng)選擇合理的方案，如果是樁基礎(chǔ)，則要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)條件選擇合適的樁基類(lèi)型，樁端持力層對(duì)灌注樁樁長(zhǎng)選擇有很大影響，應(yīng)多比較選擇合適方案。

三、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的作用

（一）降低建筑總造價(jià)。在結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中，建筑層數(shù)越多，總建筑面積增大，單位建筑面積占用土地面積將越小，這樣節(jié)約了土地占用面積，但隨著建筑層數(shù)的提高，總建筑高端提升，樓與樓之間間距也在提升，傳給基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的荷載也會(huì)增加，我們則要增大基礎(chǔ)，又會(huì)擴(kuò)大土地占用面積。雖然這樣單位面積會(huì)有所降低，但是還是沒(méi)有屋蓋效果那么明顯。

（二）提高建筑結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性。隨著建筑層數(shù)提高，墻體面積和柱體積也會(huì)增加，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)自重增加，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的承載力相應(yīng)增加，水、電氣管線相應(yīng)加長(zhǎng)，如果層數(shù)降低，可節(jié)約材料、利于抗震等，當(dāng)建筑高度減少，兩建筑間的日照距離也相應(yīng)減少，間接節(jié)約了用地。如果建筑面積相同，選擇的不同的平面形狀，建筑外側(cè)外墻的周長(zhǎng)也會(huì)不同，合理的平面模型使外墻周長(zhǎng)減少，外墻砌體、基礎(chǔ)設(shè)施。內(nèi)外表面裝修都會(huì)減少，與此同時(shí)還提高了受力性能，增強(qiáng)建筑經(jīng)濟(jì)性。優(yōu)化方法的運(yùn)用，協(xié)調(diào)了建筑各部分單元，使建筑在更加美觀的同時(shí)增強(qiáng)了建筑的可實(shí)用性，還減少了總體建筑的工程造價(jià)，這符合了現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的效益需求。

當(dāng)前，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，人們對(duì)于居住條件和生活環(huán)境要求越來(lái)越高，利用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)對(duì)建筑房屋進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，使其結(jié)構(gòu)和美觀相互協(xié)調(diào)，同時(shí)安全、經(jīng)濟(jì)、適用和便利是改善人們居住環(huán)境的重要手段。房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化理念注重以實(shí)際情況為準(zhǔn)則，根據(jù)工程建設(shè)的基本情況，以控制造價(jià)成本為中心來(lái)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，其內(nèi)容就是利用對(duì)建筑的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、屋蓋系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案和圍護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案等環(huán)節(jié)，建立起一種關(guān)于結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)模型，通過(guò)對(duì)各種不同的影響變量參數(shù)中的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行科學(xué)的計(jì)算，確立最終的建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化方案。房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)意義重大，一方面是大大提高建筑結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性，房屋建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化可節(jié)省材料，有利用抗震，減少內(nèi)外表面裝修，提高了其受力性能，增強(qiáng)了建筑的經(jīng)濟(jì)性能。二是結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)大大降低了建筑工程的成本造價(jià)。節(jié)約用地，大量資料表明，房屋建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化能夠有效降低工程成本造價(jià)25%左右，同時(shí)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)能夠?qū)κ┕げ牧系男阅芾酶雍侠砘?，能夠讓建筑工程結(jié)構(gòu)內(nèi)部各個(gè)不同單元之間更加充分互協(xié)調(diào)，提升了建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性。

房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)在現(xiàn)實(shí)的運(yùn)用中，可以達(dá)到物美價(jià)廉的效果，不僅實(shí)現(xiàn)了房屋的美觀和實(shí)用性，而且突出的節(jié)約了工程造價(jià)。在每個(gè)投資者眼中，在保證建筑結(jié)構(gòu)可靠性和科學(xué)性的前提下，同時(shí)在建筑長(zhǎng)遠(yuǎn)效益下，最大程度的節(jié)約工程成本，是首先考慮的因素，這樣才能實(shí)現(xiàn)可持續(xù)性發(fā)展，用最低的投資成本獲取最大的經(jīng)濟(jì)效益。

五、結(jié)論

房屋建筑結(jié)構(gòu)造價(jià)在工程中是考慮因素較大的一個(gè)方面，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的運(yùn)用產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。所以建筑部門(mén)和建筑設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)遵守經(jīng)濟(jì)性、適用性和合理性的設(shè)計(jì)原則，再運(yùn)用現(xiàn)代高科技手段，選擇運(yùn)用合適的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，用以實(shí)現(xiàn)降低建筑總工程造價(jià)并獲取更大的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]饒遠(yuǎn)文.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)及其在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].價(jià)值工程，2010，（09）：160.

篇3

Application of Building structural design structural design optimization design techniques

Pan Li

（Xinyang City， Henan Province Quality Supervision Station Xinyang Henan 464000）

【Abstract】People's material needs and making changes in market prices rising construction costs， the use of structural design optimization method to optimize the design of building structures is an important means to maximize resources， the paper established a model and calculation methods of structural design optimization method， while emphasizing its structural design considerations in housing applications， with a strong operational in architectural practice， but also to the development of structural design optimization of the construction market has brought far-reaching significance.

【Key words】Structural design optimization；Design technology；Building structure design；Application

近年來(lái)，由于土地價(jià)格市場(chǎng)的變化，不斷上漲的土地價(jià)格給開(kāi)發(fā)商的建筑總成本控制帶來(lái)了極大的壓力，同時(shí)，人們對(duì)于居住條件及生活環(huán)境的要求不斷提高，相應(yīng)建筑產(chǎn)品的品質(zhì)要求也就不斷提高，這就讓開(kāi)發(fā)商不斷尋求新的手段滿足顧客需求，而降低工程造價(jià)就成為開(kāi)發(fā)商追求的直接目標(biāo)，這就需要我們利用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)方法，提高有限空間、有限資源的最大化效果發(fā)揮，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)化、實(shí)用性和適用性的良好目標(biāo)。

1. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法

1.1 賞心悅目的建筑是建筑的美觀與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相互協(xié)調(diào)密切配合的結(jié)果。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)追求適用、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀和便于施工五種效果，而建筑設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)方法的應(yīng)用不但滿足了建筑美觀、造型優(yōu)美的要求又能使房屋結(jié)構(gòu)安全、經(jīng)濟(jì)、合理，成為實(shí)際意義上的“經(jīng)濟(jì)適用”房。從建筑上分析結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法，它主要體現(xiàn)在房屋工程分部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)和房屋工程結(jié)構(gòu)總體的優(yōu)化設(shè)計(jì)量方面。

1.2 房屋工程分部結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)包括：基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)、屋蓋系統(tǒng)方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)細(xì)部設(shè)計(jì)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。對(duì)以上幾個(gè)方面的優(yōu)化設(shè)計(jì)還包括選型、布置、受力分析、造價(jià)分析等內(nèi)容，在實(shí)施過(guò)程中，還應(yīng)該按照一切從實(shí)際出發(fā)的原則，結(jié)合具體工程的實(shí)際情況，圍繞房屋建筑的綜合經(jīng)濟(jì)效益的目標(biāo)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)在滿足設(shè)計(jì)意圖后，盡量使平面布置規(guī)則，縮小剛度和質(zhì)量中心的差異，這樣水平荷載就不會(huì)使建筑物有太大的扭轉(zhuǎn)作用。豎直方向上應(yīng)避開(kāi)使用轉(zhuǎn)換層，減少應(yīng)力集中現(xiàn)象。

（1）結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)模型

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化就是在各種影響變量中選擇主要參數(shù)，并建立函數(shù)模型，運(yùn)用科學(xué)合理的方法得出最優(yōu)解。結(jié)構(gòu)總體的優(yōu)化建立模型的大致步驟如下：一是設(shè)計(jì)變量的合理選擇。通常的設(shè)計(jì)變量選擇對(duì)設(shè)計(jì)要求影響較大的參數(shù)，將所涉及的參數(shù)按照各自的重要性區(qū)分，將對(duì)變化影響不大的參數(shù)定為預(yù)定參數(shù)，通過(guò)這種方法可減少很多計(jì)算編程的工作量。二、目標(biāo)函數(shù)的確定。使用函數(shù)找出滿足既定條件的最優(yōu)解。最后，約束條件的確定。房屋結(jié)構(gòu)可靠度優(yōu)化設(shè)計(jì)的約束條件，包括了應(yīng)力約束、裂縫寬度約束、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度約束、尺寸約束、從正常時(shí)的極限狀態(tài)下彈性約束到終極狀態(tài)的彈塑性約束、從可靠指標(biāo)約束到確定性約束條件等。設(shè)計(jì)中，要保證各約束條件必須符合現(xiàn)行規(guī)范的要求。

（2）結(jié)構(gòu)優(yōu)化計(jì)算方案

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)多個(gè)變量、多個(gè)約束條件，屬于一個(gè)非線性的優(yōu)化問(wèn)題，設(shè)定計(jì)算方案時(shí)，常將有約束條件轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)約束條件來(lái)計(jì)算。常用的方法有拉氏乘子法、符合型法、Powell等。完成計(jì)算方案的設(shè)定后只需編制相應(yīng)適用的運(yùn)算程序即可得到我們的最終優(yōu)化結(jié)果。

2. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法應(yīng)用于實(shí)踐之中，是目前一個(gè)比較廣泛的課題，利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化的方法在不改變適用性能的前提下達(dá)到降低工程造價(jià)的目的。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用于項(xiàng)目的整體設(shè)計(jì)、前期設(shè)計(jì)，舊房改造，抗震設(shè)計(jì)等設(shè)計(jì)的各分部環(huán)節(jié)，發(fā)揮著巨大的效益。在按照結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的方法及模型進(jìn)行實(shí)踐的過(guò)程中，要注意下面的幾個(gè)問(wèn)題。

2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化應(yīng)注意前期參與。

因?yàn)榍捌诜桨傅拇_定直接影響建筑的總投資，而現(xiàn)在存在的普遍問(wèn)題就是前期方案階段結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并不進(jìn)行參與，建筑師進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)大多并不考慮結(jié)構(gòu)的合理性以及它的可行性，但是建筑設(shè)計(jì)的結(jié)果卻直接對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)造成影響，某些方案可能會(huì)增加結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的難度，并使得建筑的總投資提高。如果在方案的初期，結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)就能參與進(jìn)來(lái)，那么我們就能針對(duì)不同的建筑類(lèi)別，選擇合理的結(jié)構(gòu)形式，合理的設(shè)計(jì)方案，獲得一個(gè)良好的開(kāi)端。

2.2 概念設(shè)計(jì)結(jié)合細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化。

（1）概念設(shè)計(jì)應(yīng)用于沒(méi)有具體數(shù)值量化的情況，例如地震設(shè)防烈度，因?yàn)樗牟淮_定性，計(jì)算式難免與現(xiàn)實(shí)有較大的差異，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候就要采用概念設(shè)計(jì)的方法，把數(shù)值作為輔助和參考的依據(jù)。設(shè)計(jì)過(guò)程中需要設(shè)計(jì)人員靈活的運(yùn)用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的方法，達(dá)到最佳的效果。

（2）與宏觀把握相對(duì)應(yīng)的，設(shè)計(jì)的過(guò)程同時(shí)要注意對(duì)于細(xì)部的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化，比如現(xiàn)澆板中的異形板拐角處易出現(xiàn)裂縫，可劃分為矩形板。注意鋼筋的選擇，I級(jí)鋼和冷軋帶肋鋼市場(chǎng)價(jià)格差不多，但是他們的極限抗拉力卻相差很大，所以在塑性滿足要求的情況下，現(xiàn)澆板的受力鋼筋就可選擇冷軋帶肋鋼筋。在做里面設(shè)計(jì)的時(shí)候，外立面上的懸挑板及配筋，滿足基本的規(guī)范要求即可，達(dá)到既安全又經(jīng)濟(jì)的目的。

2.3 下部地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化。

地基基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化首先要選擇合適的方案，如果為樁基礎(chǔ)，那么要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件選擇樁基類(lèi)型，盡量節(jié)省造價(jià)。樁端持力層對(duì)灌注樁樁長(zhǎng)的選擇影響很大，應(yīng)多進(jìn)行比較以確定最合適的方案。

3. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的現(xiàn)實(shí)意義

（1）結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)降低總造價(jià)。

進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中，多層住宅和高層住宅相比較，層數(shù)越多，總建筑面積增大，單位建筑面積占用的土地面積就越小，節(jié)約了用地成本，但建筑層數(shù)的增多，建筑總高度也會(huì)加大，樓與樓之間的間距也要加大，這時(shí)占用的土地節(jié)約量就不與建筑層數(shù)增加比例相同了。另如屋蓋部分，一棟樓只有一個(gè)屋蓋，并不會(huì)因?yàn)閷訑?shù)的增加而有所改變，它的成本下降會(huì)比較明顯。對(duì)于基礎(chǔ)部分而言，雖然也是各層共用的，但是層數(shù)增加，傳給基礎(chǔ)的荷載將會(huì)增大，我們需要增大基礎(chǔ)，這樣單位面積的造價(jià)有所降低，但是卻沒(méi)有屋蓋的效果那樣明顯。

（2）進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化提高建筑結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性。

建筑的層高增加，由于墻體面積和柱體積增加，結(jié)構(gòu)的自重會(huì)增加，基礎(chǔ)和柱的承載力相應(yīng)增加，水衛(wèi)和電氣的管線會(huì)加長(zhǎng)；相反降低層高，可節(jié)省材料，有利用抗震，同時(shí)建筑的總高度減小，兩建筑之間的日照距離就會(huì)減小，間接的節(jié)約了用地。建筑面積相同，建筑使用不同的平面形狀時(shí)，它的外墻周長(zhǎng)也就會(huì)不同，這樣當(dāng)選擇圓形或是越接近于方形時(shí)，外墻周長(zhǎng)系數(shù)就越小，基礎(chǔ)、外墻砌體、內(nèi)外表面裝修都隨之減少，同時(shí)其受力性能也得到提高，增強(qiáng)了建筑的經(jīng)濟(jì)性能。

與傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相比，采用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法可以使建筑工程造價(jià)降低6%～34%。優(yōu)化方法的技術(shù)性實(shí)現(xiàn)，可以最合理的利用材料性能，使建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部各單元得到最好的協(xié)調(diào)，不僅可以實(shí)現(xiàn)建筑美觀、實(shí)用，而且在造價(jià)方面也有較大的節(jié)省，達(dá)到了建筑工程設(shè)計(jì)對(duì)適用、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀和便于施工的一般要求。通過(guò)使用優(yōu)化設(shè)計(jì)手段，達(dá)到這5個(gè)方面的最佳結(jié)合，符合現(xiàn)今建筑商對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的效益的需求，也符合市場(chǎng)可持續(xù)發(fā)展的需求。

參考文獻(xiàn)

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[2] 張紅友.優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)減少建筑投資成本[J]. 陜西建筑，2008（11）.

篇4

隨著業(yè)主對(duì)建筑物安全性、適用性提出越來(lái)越高的要求，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化成為企業(yè)在激烈競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出的關(guān)鍵。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化必須通過(guò)反復(fù)推敲，結(jié)合力學(xué)等多門(mén)學(xué)科知識(shí)一起分析，確保數(shù)據(jù)與規(guī)范要求相一致，最終確定最佳方案。盡管目前設(shè)計(jì)單位眾多，而且多種設(shè)計(jì)軟件可供選擇，但是設(shè)計(jì)思想普遍保守，很難在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)技術(shù)與經(jīng)濟(jì)并行的目標(biāo)，為了有效控制造價(jià)，促進(jìn)企業(yè)、國(guó)家發(fā)展，優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)勢(shì)在必行。

1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其優(yōu)化的含義

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，主要從力學(xué)角度分析尺寸、剛度等是否符合構(gòu)造需求，通過(guò)這種設(shè)計(jì)得到的方案可以通過(guò)變量或者參數(shù)的形式展現(xiàn)出來(lái)，變量或者參數(shù)最終構(gòu)成目標(biāo)函數(shù)。通過(guò)傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得到的是可行性設(shè)計(jì)，基本是基于安全角度確定的，但是并不是最優(yōu)設(shè)計(jì)方案。下面根據(jù)兩個(gè)工程實(shí)例的數(shù)據(jù)分析，對(duì)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的探討。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化可以實(shí)現(xiàn)量的優(yōu)劣取舍，得到最佳方案。

2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化實(shí)例分析

2.1 實(shí)例一

廣東某化工有限公司-商業(yè)廣場(chǎng)，工程等級(jí)二級(jí)（地下2層，地上9層，多塔框剪，65162.8O）。該工程地下室超長(zhǎng)，長(zhǎng)邊約280米，短邊約30米，成功用不設(shè)變形縫設(shè)計(jì)解決了混凝土開(kāi)裂和防水難題，但是工程經(jīng)濟(jì)性及使用空間的合理性卻遭受考驗(yàn)。地下室樓蓋選型對(duì)于控制工程造價(jià)有直接影響。通常樓蓋形式可以分為梁板式與無(wú)梁樓蓋兩大類(lèi)，其中梁板式又分為雙向和單向，無(wú)梁樓蓋分為實(shí)習(xí)和空心。下面按柱距8.9mx8.9m的各種樓蓋結(jié)構(gòu)形式對(duì)比計(jì)算分析，并作出如下材料用量分析表：

最終本工程負(fù)一層樓蓋采用無(wú)梁樓蓋，主要考慮到地下室凈高及減少基坑開(kāi)挖深度；地下室頂板樓蓋采用主次梁（單向板）樓蓋，主要考慮到造價(jià)最低及本工程地下室頂板作為上部結(jié)構(gòu)嵌固端，同時(shí)需滿足規(guī)范相關(guān)規(guī)定要求應(yīng)采用梁板式結(jié)構(gòu)。

總結(jié)： 1、從以上《材料用量分析表》中可以看出梁板式樓蓋中主次梁（單向板）結(jié)構(gòu)形式的單位面積造價(jià)最低，井字梁結(jié)構(gòu)形式的單位面積造價(jià)最高，十字梁結(jié)構(gòu)形式單位面積造價(jià)介于兩者之間； 2、主次梁樓蓋與無(wú)梁樓蓋單位面積用鋼筋量比較接近，但無(wú)梁樓蓋混凝土用量較多，使其單位面積造價(jià)高于主次梁樓蓋； 3、主次梁結(jié)構(gòu)形式由于其中一個(gè)方向框架梁梁高與次梁同高，設(shè)備管道可以垂直于次梁布置，這樣可以提高地下室凈高，無(wú)梁樓蓋考慮150mm操作空間其地下室凈高比主次梁結(jié)構(gòu)提高了100～200mm，但比主次梁結(jié)構(gòu)增加了近三分之一的重量，增加基礎(chǔ)造價(jià)； 4、無(wú)梁樓蓋施工簡(jiǎn)潔、施工速度較快，模板簡(jiǎn)單，能夠有效滿足工期要求，視覺(jué)美觀，無(wú)梁樓蓋由于自重較重，故對(duì)地下室抗浮有利； 5、當(dāng)?shù)叵率覍訑?shù)較多（3層以上）地質(zhì)條件較好時(shí)，結(jié)構(gòu)抗浮要求較高，可采用無(wú)梁樓蓋結(jié)構(gòu)形式增加結(jié)構(gòu)自重有效的抵抗水浮力以降低抗浮設(shè)計(jì)難度；當(dāng)?shù)叵率覍痈呤芟拗茣r(shí)采用無(wú)梁樓蓋或空心樓蓋結(jié)構(gòu)形式可較好的達(dá)到地下室凈高要求； 6、當(dāng)?shù)叵率覍訑?shù)較少（2層）抗浮水位較低時(shí)建議采用主次梁結(jié)構(gòu)形式，以減輕結(jié)構(gòu)重量； 7、對(duì)于地下室頂板，當(dāng)做為上部結(jié)構(gòu)的嵌固端時(shí)，由《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》6.1.14條：“地下室在地上結(jié)構(gòu)相關(guān)范圍的頂板應(yīng)采用現(xiàn)澆梁板式結(jié)構(gòu)，相關(guān)范圍以外的地下室頂板宜采用現(xiàn)澆梁板結(jié)構(gòu)”，故根據(jù)規(guī)范要求，建議采用主次梁（單向板）結(jié)構(gòu)或梁板加腋大板結(jié)構(gòu)。

以上結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性對(duì)比僅限于平面結(jié)構(gòu)構(gòu)件的對(duì)比，實(shí)際上整個(gè)地下室工程的經(jīng)濟(jì)性應(yīng)充分考慮地下室層高、埋深、基坑的開(kāi)挖、支護(hù)結(jié)構(gòu)等各項(xiàng)工程的綜合造價(jià)。

2.2 實(shí)例二

廣東省韶關(guān)市某鎮(zhèn)政府辦公樓工程，建筑層數(shù)為四層，砌體結(jié)構(gòu)，并選用條形基礎(chǔ)，工程鋼筋用量如下表如示：

通過(guò)上表可以發(fā)現(xiàn)該工程總含鋼量為30.977kg/m2，該值偏高，因此可以通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化在此環(huán)節(jié)控制造價(jià)。

工程中采用了鋼筋混凝土構(gòu)造柱，構(gòu)造柱能滿足抗震與抗剪要求，但不用承受豎向荷載。構(gòu)造柱大多設(shè)置于橫縱墻交線，也設(shè)置在墻轉(zhuǎn)角等處，為了使房屋穩(wěn)定性得到提升，構(gòu)造柱的尺寸較大。本工程位于六度區(qū)，構(gòu)造柱按照規(guī)定應(yīng)當(dāng)設(shè)置在電梯間四角、外墻四角和對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)角處、隔12m或單元橫墻與外縱墻交接處、樓梯間對(duì)應(yīng)的另一側(cè)內(nèi)橫墻與外縱墻交接處。本工程在規(guī)范中要求設(shè)置構(gòu)造柱以外的多個(gè)部位設(shè)置了構(gòu)造柱，為了控制造價(jià)可以將規(guī)范要求外的構(gòu)造柱去除。根據(jù)抗震規(guī)范，砌體結(jié)構(gòu)建筑的構(gòu)造柱截面不得小于180mm×240mm。箍筋間距不超過(guò)250mm，并加大四角處布置構(gòu)造柱的截面。在本工程采用的構(gòu)造柱規(guī)格為360mm×240mm、240×480mm等，鋼筋直徑均為14mm。將鋼筋直徑改為12mm，并統(tǒng)一構(gòu)造柱規(guī)格為240mm×240mm，可以使鋼筋用量得到控制。

該工程使用現(xiàn)澆板，在設(shè)計(jì)初期，多由經(jīng)驗(yàn)公式確定板厚，該板厚只作為暫定值，為了精確確定板厚，還需進(jìn)行裂縫和撓度驗(yàn)算，并逐漸降低板厚后反復(fù)驗(yàn)算，如果板厚降低后仍滿足設(shè)計(jì)要求，則優(yōu)化是可行的。本工程中4.1米開(kāi)間房間板厚設(shè)計(jì)是130毫米，經(jīng)過(guò)撓度圖分析和裂縫分析，板厚設(shè)計(jì)偏保守，經(jīng)兩次降低板厚與驗(yàn)算，最終確定110毫米符合設(shè)計(jì)需求。本工程采用的現(xiàn)澆梁也有優(yōu)化空間，內(nèi)廊處的梁是多余的，而且主梁為跨度取值的1/10。該比例相對(duì)保守，根據(jù)本工程開(kāi)間不大，結(jié)合考慮梁的經(jīng)濟(jì)配筋率主梁梁高取跨度1/12～1/15也可以滿足設(shè)計(jì)要求。降低部分圈梁高度，原圈梁高度為了配合建筑門(mén)窗統(tǒng)一為600mm，現(xiàn)降低東西向無(wú)窗及小窗墻體圈梁梁高。

基礎(chǔ)造價(jià)在工程總造價(jià)中比重大，埋深、尺寸等都直接影響總造價(jià)。由于基礎(chǔ)的影響因素眾多，所以基礎(chǔ)設(shè)計(jì)優(yōu)化的途徑更多，潛力更大。在以往的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化嘗試中，盲目增加基礎(chǔ)寬度及埋深都未取得良好效果，有時(shí)還適得其反。一般層數(shù)較低的工程條形基礎(chǔ)、灰土基礎(chǔ)與磚基礎(chǔ)應(yīng)用都比較廣泛，本工程選擇鋼筋混凝土基礎(chǔ)，基礎(chǔ)埋深1.70米。通過(guò)分析土層較為理想，基礎(chǔ)高度具有優(yōu)化空間?；A(chǔ)埋深偏高，而且施工現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況良好，基礎(chǔ)埋深設(shè)置為1.40米即可滿足設(shè)計(jì)需要，后經(jīng)地基土淺層平板載荷試驗(yàn)，承載力滿足要求。

經(jīng)過(guò)上述優(yōu)化，鋼筋使用量降低約21t。僅從鋼筋角度就已減少大量成本，因此可以說(shuō)明建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化在控制造價(jià)方面有突出作用?？偨Y(jié)上述優(yōu)化措施如下：合理確定構(gòu)造尺寸與鋼筋直徑；簡(jiǎn)化梁板柱受力體系，省去不必要的梁設(shè)置；降低圈梁高度；合理選擇基礎(chǔ)形式及埋深。

3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的注意事項(xiàng)

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化確實(shí)可以有效控制工程造價(jià)，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，但是具體實(shí)施過(guò)程中卻必須克服一些困難：施工單位為了加快工程進(jìn)度，沒(méi)有嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)進(jìn)行，從而無(wú)法實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)效果；部分設(shè)計(jì)人員工作經(jīng)驗(yàn)不夠豐富，從而在設(shè)計(jì)時(shí)顧此失彼；將過(guò)多的精力與時(shí)間放在建筑局部的設(shè)計(jì)上，缺乏大局觀，對(duì)整體造價(jià)考慮過(guò)少；一味追求控制工程造價(jià)，使建筑物的安全性和耐久性得不到保證，實(shí)際施工過(guò)程中偷工減料現(xiàn)象嚴(yán)重。以上幾點(diǎn)都是影響建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化實(shí)際效果的重要因素，在設(shè)計(jì)過(guò)程中必須杜絕這些現(xiàn)象的發(fā)生。

4 小結(jié)

人類(lèi)的資源不斷被消耗，如何提高資源利用率是每位建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員必須面對(duì)的問(wèn)題。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化是控制工程造價(jià)的重要手段，但是也不能在追求效率的同時(shí)忽略質(zhì)量，既省材又實(shí)用是進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化時(shí)遵循的重要原則。

【參考文獻(xiàn)】

[1]張閱榮.房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2014，（20）：734-734.

篇5

中圖分類(lèi)號(hào)：TU3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的理論體現(xiàn)

當(dāng)我們進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及工程項(xiàng)目的相關(guān)設(shè)計(jì)的時(shí)候，不僅要對(duì)設(shè)計(jì)對(duì)象的安全性可靠性以及其基本使用功能進(jìn)行必要的考慮外，設(shè)計(jì)還要盡可能的突出建筑的美感，這些便是結(jié)構(gòu)以及工程項(xiàng)目的最優(yōu)化的相關(guān)問(wèn)題。也就是說(shuō)利用相應(yīng)的數(shù)學(xué)上的方法，對(duì)所有設(shè)計(jì)方案進(jìn)行必要的分析比較，得出最滿意的設(shè)計(jì)方案，以滿足預(yù)期的目標(biāo)。

從理論上對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法進(jìn)行相關(guān)的分析可知，房屋工程結(jié)構(gòu)總體的優(yōu)化設(shè)計(jì)以及房屋工程分部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在實(shí)際應(yīng)用中具體的表現(xiàn)。房屋工程結(jié)構(gòu)總體的優(yōu)化設(shè)計(jì)主要是對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)、屋蓋系統(tǒng)以及結(jié)構(gòu)細(xì)部等進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化設(shè)

計(jì)。在設(shè)計(jì)的時(shí)候還必須考慮到相應(yīng)的布置、選型、造價(jià)以及受力等方面的問(wèn)題，然后根據(jù)工程的實(shí)際情況以及結(jié)合房屋建筑相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)性，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

為了適應(yīng)時(shí)展的要求，建筑的結(jié)構(gòu)形式必須不斷的進(jìn)行必要的創(chuàng)新。對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)師來(lái)說(shuō)，要確保建筑結(jié)構(gòu)具有一定的安全保證，在此基本上考慮設(shè)計(jì)出新的結(jié)構(gòu)形式。

對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，我們要求盡量縮小質(zhì)量中心和剛度中心的差異以及建筑的平面結(jié)構(gòu)盡量對(duì)稱(chēng)與規(guī)則，不過(guò)這些必須滿足設(shè)計(jì)師的基本設(shè)計(jì)意圖。還要要求在水平荷載作用下建筑物不會(huì)產(chǎn)生很大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。必須在滿足建筑相應(yīng)的功能條件下，在豎直方向布置盡量讓豎直方向的相應(yīng)的承重構(gòu)件上下貫通。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，為了減少結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析上的難度以及經(jīng)濟(jì)性，我們應(yīng)該盡量避免使用轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)。對(duì)豎直方向的剛度也有著相應(yīng)的要求，要求剛度的變化必須是漸變的而不是突變的，否則在剛度突變的地方會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的應(yīng)力集中，這不利于建筑結(jié)構(gòu)抵抗水平方向的動(dòng)力載荷作用。

2、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的現(xiàn)實(shí)意義

對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)進(jìn)行必要的優(yōu)化，在對(duì)于房屋結(jié)構(gòu)相關(guān)的設(shè)計(jì)中的應(yīng)用意義重大，不僅能夠滿足了建筑的實(shí)用與美觀，而且還可以有效地對(duì)工程造價(jià)進(jìn)行控制。對(duì)于建筑商來(lái)說(shuō)，其當(dāng)然希望用最少的投資，而獲得最大的收益，然而又必須對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的科學(xué)性、可靠性以及安全性做出保證，這必然要求對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化。

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化和傳統(tǒng)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行比較我們可以發(fā)現(xiàn)：運(yùn)用設(shè)計(jì)優(yōu)化的技術(shù)能夠降低建筑的工程造價(jià)（6 ～ 35％）。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)能夠使得建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部的每個(gè)單元都得到最佳的協(xié)調(diào)，并可以對(duì)材料的性能進(jìn)行最合理的利用。這樣不僅能夠保證相關(guān)規(guī)定的安全系數(shù)，還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性與實(shí)用性。

3、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的步驟

3.1建立結(jié)構(gòu)優(yōu)化的模型

在我們對(duì)房屋結(jié)構(gòu)整體進(jìn)行必要的優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)候，可以分成三步進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化。下面將對(duì)每一步驟進(jìn)行詳細(xì)的介紹：

3.1.1要對(duì)設(shè)計(jì)變量進(jìn)行合理的選擇

通常在對(duì)設(shè)計(jì)變量進(jìn)行選擇時(shí)，我們把對(duì)建筑結(jié)構(gòu)影響的主要參數(shù)作為設(shè)計(jì)變量。如目標(biāo)控制的相關(guān)參數(shù)（損失的期望C2和結(jié)構(gòu)的造價(jià)C1）和約束控制相關(guān)參數(shù)（結(jié)構(gòu)的可靠度PS）等；然而還有一些影響不是太大，其變化范圍也不是很大或者由局部性以及結(jié)構(gòu)的相關(guān)要求就能夠滿足相應(yīng)的設(shè)計(jì)要求的一些參數(shù)，我們可以用預(yù)定參數(shù)來(lái)表示，這樣能夠使得我們的設(shè)計(jì)量、計(jì)算量以及編制程序的工作量均大大減小。

3.1.2對(duì)目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行確定

在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的時(shí)候，我們還必須尋找一組能夠滿足相關(guān)的預(yù)定條件的截面相應(yīng)的幾何尺寸、鋼筋的截面積以及相應(yīng)的失效的概率的函數(shù)，使得工程造價(jià)最少。

3.1.3對(duì)約束條件進(jìn)行確定

對(duì)于房屋的結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化來(lái)說(shuō)，必須確保結(jié)構(gòu)的可靠度，來(lái)對(duì)優(yōu)化設(shè)計(jì)相關(guān)的約束條件進(jìn)行相應(yīng)的確定，設(shè)計(jì)優(yōu)化的約束條件主要包括裂縫寬度約束、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度約束、尺寸約束、構(gòu)件單元約束、應(yīng)力約束、結(jié)構(gòu)體系約束、從可靠指標(biāo)約束到確定性約束條件以及從正常使用極限狀態(tài)下的彈性約束到最終極限狀態(tài)的彈塑性約束等約束條件。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，我們必須對(duì)目標(biāo)約束條件與實(shí)際的約束條件進(jìn)行相應(yīng)的比較與分析，再確保每個(gè)約束條件都必須滿足相關(guān)要求，以實(shí)現(xiàn)最佳的設(shè)計(jì)。

3.2對(duì)優(yōu)化設(shè)計(jì)的計(jì)算方案進(jìn)行設(shè)定

根據(jù)可靠度進(jìn)行的房屋結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)具有多約束且非線性的優(yōu)化問(wèn)題以及復(fù)雜的多變量，在進(jìn)行相應(yīng)的分析計(jì)算中，一般把有約束的優(yōu)化問(wèn)題轉(zhuǎn)換成無(wú)約束優(yōu)化問(wèn)題的求解。常用的優(yōu)化設(shè)計(jì)的計(jì)算方法有拉氏乘子法、復(fù)合形法、Powell法等。

3.3進(jìn)行程序的相關(guān)設(shè)計(jì)

根據(jù)可靠度進(jìn)行的房屋結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本模型以及所使用的優(yōu)化設(shè)計(jì)的計(jì)算方法，可以編寫(xiě)一個(gè)具有運(yùn)算速度快以及功能齊全的綜合應(yīng)用程序。

3.4結(jié)果分析

我們必須對(duì)相應(yīng)的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行必要的分析比較，然后選擇出最佳的設(shè)計(jì)方案。在這個(gè)過(guò)程中，我們考慮問(wèn)題必須全面，并且要對(duì)問(wèn)題進(jìn)行多角度的考慮。這一步驟在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化中尤其重要，合理的選擇設(shè)計(jì)方案，不僅能夠確保結(jié)構(gòu)的美觀、安全性、合理性以及實(shí)用性，還能夠?qū)κ┕ぶ械馁Y金的投入有著重大的影響。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化中只強(qiáng)調(diào)經(jīng)濟(jì)上的節(jié)約，而忽略技術(shù)上的相關(guān)要求，是不正確的；同樣只考慮技術(shù)上的要求，而不考慮經(jīng)濟(jì)的要求，也是不合理的。我們必須對(duì)兩者進(jìn)行合理的配置，才能達(dá)到相關(guān)要求。

4、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用

對(duì)于項(xiàng)目的前期設(shè)計(jì)、整體設(shè)計(jì)、舊房改造以及抗震設(shè)計(jì)方面均能夠采用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法。下面對(duì)實(shí)踐應(yīng)用中的問(wèn)題進(jìn)行必要的說(shuō)明：

4.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化應(yīng)注意前期參與

前期方案直接會(huì)影響到工程的造價(jià)，然而很多結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)忽略了這一點(diǎn)，所以我們應(yīng)該注意。前期參與能夠讓我選擇合理的結(jié)構(gòu)形式以及合理的設(shè)計(jì)方案。

4.2概念設(shè)計(jì)結(jié)合細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化

在沒(méi)有具體數(shù)值量化的情況下，我們可以使用概念設(shè)計(jì)。例如，對(duì)地震的烈度進(jìn)行設(shè)防時(shí)，由于它存在這不確定的因素，所以我們無(wú)法找到與實(shí)際相符合的計(jì)算式，所以在進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化的時(shí)候我們可以使用概念設(shè)計(jì)的方法，把相應(yīng)的數(shù)值作為參考與輔助相關(guān)的依據(jù)。同時(shí)在設(shè)計(jì)過(guò)程中，相關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員必須合理并靈活的使用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的方法，從而達(dá)到最佳的效果。

在設(shè)計(jì)過(guò)程中必須對(duì)細(xì)部的結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)優(yōu)化，例如，在現(xiàn)澆的混凝土異形的板料，其拐彎處容易開(kāi)裂，我們可以簡(jiǎn)化成矩形板，然后再合理的選擇鋼筋，在滿足其結(jié)構(gòu)的基本要求條件下，達(dá)到既安全又經(jīng)濟(jì)的目的。

4.3下部地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化

篇6

中圖分類(lèi)號(hào)：TU318 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的理論體現(xiàn)

當(dāng)我們進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及工程項(xiàng)目的相關(guān)設(shè)計(jì)的時(shí)候，不僅要對(duì)設(shè)計(jì)對(duì)象的安全性可靠性以及其基本使用功能進(jìn)行必要的考慮外，設(shè)計(jì)還要盡可能的突出建筑的美感，這些便是結(jié)構(gòu)以及工程項(xiàng)目的最優(yōu)化的相關(guān)問(wèn)題。也就是說(shuō)利用相應(yīng)的數(shù)學(xué)上的方法，對(duì)所有設(shè)計(jì)方案進(jìn)行必要的分析比較，得出最滿意的設(shè)計(jì)方案，以滿足預(yù)期的目標(biāo)。

從理論上對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法進(jìn)行相關(guān)的分析可知，房屋工程結(jié)構(gòu)總體的優(yōu)化設(shè)計(jì)以及房屋工程分部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在實(shí)際應(yīng)用中具體的表現(xiàn)。房屋工程結(jié)構(gòu)總體的優(yōu)化設(shè)計(jì)主要是對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)、屋蓋系統(tǒng)以及結(jié)構(gòu)細(xì)部等進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)的時(shí)候還必須考慮到相應(yīng)的布置、選型、造價(jià)以及受力等方面的問(wèn)題，然后根據(jù)工程的實(shí)際情況以及結(jié)合房屋建筑相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)性，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

為了適應(yīng)時(shí)展的要求，建筑的結(jié)構(gòu)形式必須不斷的進(jìn)行必要的創(chuàng)新。對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)師來(lái)說(shuō)，要確保建筑結(jié)構(gòu)具有一定的安全保證，在此基本上考慮設(shè)計(jì)出新的結(jié)構(gòu)形式。

對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，我們要求盡量縮小質(zhì)量中心和剛度中心的差異以及建筑的平面結(jié)構(gòu)盡量對(duì)稱(chēng)與規(guī)則，不過(guò)這些必須滿足設(shè)計(jì)師的基本設(shè)計(jì)意圖。還要要求在水平荷載作用下建筑物不會(huì)產(chǎn)生很大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。必須在滿足建筑相應(yīng)的功能條件下，在豎直方向布置盡量讓豎直方向的相應(yīng)的承重構(gòu)件上下貫通。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，為了減少結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析上的難度以及經(jīng)濟(jì)性，我們應(yīng)該盡量避免使用轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)。對(duì)豎直方向的剛度也有著相應(yīng)的要求，要求剛度的變化必須是漸變的而不是突變的，否則在剛度突變的地方會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的應(yīng)力集中，這不利于建筑結(jié)構(gòu)抵抗水平方向的動(dòng)力載荷作用。

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的現(xiàn)實(shí)意義

對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)進(jìn)行必要的優(yōu)化，在對(duì)于房屋結(jié)構(gòu)相關(guān)的設(shè)計(jì)中的應(yīng)用意義重大，不僅能夠滿足了建筑的實(shí)用與美觀，而且還可以有效地對(duì)工程造價(jià)進(jìn)行控制。對(duì)于建筑商來(lái)說(shuō)，其當(dāng)然希望用最少的投資，而獲得最大的收益，然而又必須對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的科學(xué)性、可靠性以及安全性做出保證，這必然要求對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化。

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化和傳統(tǒng)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行比較我們可以發(fā)現(xiàn)：運(yùn)用設(shè)計(jì)優(yōu)化的技術(shù)能夠降低建筑的工程造價(jià)（6～35％）。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)能夠使得建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部的每個(gè)單元都得到最佳的協(xié)調(diào)，并可以對(duì)材料的性能進(jìn)行最合理的利用。這樣不僅能夠保證相關(guān)規(guī)定的安全系數(shù)，還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性與實(shí)用性。

3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的步驟

3.1 建立結(jié)構(gòu)優(yōu)化的模型

在我們對(duì)房屋結(jié)構(gòu)整體進(jìn)行必要的優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)候，可以分成三步進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化。下面將對(duì)每一步驟進(jìn)行詳細(xì)的介紹：

3.1.1 要對(duì)設(shè)計(jì)變量進(jìn)行合理的選擇

通常在對(duì)設(shè)計(jì)變量進(jìn)行選擇時(shí)，我們把對(duì)建筑結(jié)構(gòu)影響的主要參數(shù)作為設(shè)計(jì)變量。如目標(biāo)控制的相關(guān)參數(shù)（損失的期望C2 和結(jié)構(gòu)的造價(jià)C1）和約束控制相關(guān)參數(shù)（結(jié)構(gòu)的可靠度PS）等；然而還有一些影響不是太大，其變化范圍也不是很大或者由局部性以及結(jié)構(gòu)的相關(guān)要求就能夠滿足相應(yīng)的設(shè)計(jì)要求的一些參數(shù)，我們可以用預(yù)定參數(shù)來(lái)表示，這樣能夠使得我們的設(shè)計(jì)量、計(jì)算量以及編制程序的工作量均大大減小。

3.1.2 對(duì)目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行確定

在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的時(shí)候，我們還必須尋找一組能夠滿足相關(guān)的預(yù)定條件的截面相應(yīng)的幾何尺寸、鋼筋的截面積以及相應(yīng)的失效的概率的函數(shù)，使得工程造價(jià)最少。

3.1.3 對(duì)約束條件進(jìn)行確定

對(duì)于房屋的結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化來(lái)說(shuō)，必須確保結(jié)構(gòu)的可靠度，來(lái)對(duì)優(yōu)化設(shè)計(jì)相關(guān)的約束條件進(jìn)行相應(yīng)的確定，設(shè)計(jì)優(yōu)化的約束條件主要包括裂縫寬度約束、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度約束、尺寸約束、構(gòu)件單元約束、應(yīng)力約束、結(jié)構(gòu)體系約束、從可靠指標(biāo)約束到確定性約束條件以及從正常使用極限狀態(tài)下的彈性約束到最終極限狀態(tài)的彈塑性約束等約束條件。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，我們必須對(duì)目標(biāo)約束條件與實(shí)際的約束條件進(jìn)行相應(yīng)的比較與分析，再確保每個(gè)約束條件都必須滿足相關(guān)要求，以實(shí)現(xiàn)最佳的設(shè)計(jì)。

3.2 對(duì)優(yōu)化設(shè)計(jì)的計(jì)算方案進(jìn)行設(shè)定

根據(jù)可靠度進(jìn)行的房屋結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)具有多約束且非線性的優(yōu)化問(wèn)題以及復(fù)雜的多變量，在進(jìn)行相應(yīng)的分析計(jì)算中，一般把有約束的優(yōu)化問(wèn)題轉(zhuǎn)換成無(wú)約束優(yōu)化問(wèn)題的求解。常用的優(yōu)化設(shè)計(jì)的計(jì)算方法有拉氏乘子法、復(fù)合形法、Powell 法等。

3.3 進(jìn)行程序的相關(guān)設(shè)計(jì)

根據(jù)可靠度進(jìn)行的房屋結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本模型以及所使用的優(yōu)化設(shè)計(jì)的計(jì)算方法，可以編寫(xiě)一個(gè)具有運(yùn)算速度快以及功能齊全的綜合應(yīng)用程序。

3.4 結(jié)果分析

我們必須對(duì)相應(yīng)的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行必要的分析比較，然后選擇出最佳的設(shè)計(jì)方案。在這個(gè)過(guò)程中，我們考慮問(wèn)題必須全面，并且要對(duì)問(wèn)題進(jìn)行多角度的考慮。這一步驟在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化中尤其重要，合理的選擇設(shè)計(jì)方案，不僅能夠確保結(jié)構(gòu)的美觀、安全性、合理性以及實(shí)用性，還能夠?qū)κ┕ぶ械馁Y金的投入有著重大的影響。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化中只強(qiáng)調(diào)經(jīng)濟(jì)上的節(jié)約，而忽略技術(shù)上的相關(guān)要求，是不正確的；同樣只考慮技術(shù)上的要求，而不考慮經(jīng)濟(jì)的要求，也是不合理的。我們必須對(duì)兩者進(jìn)行合理的配置，才能達(dá)到相關(guān)要求。

4 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用

對(duì)于項(xiàng)目的前期設(shè)計(jì)、整體設(shè)計(jì)、舊房改造以及抗震設(shè)計(jì)方面均能夠采用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法。下面對(duì)實(shí)踐應(yīng)用中的問(wèn)題進(jìn)行必要的說(shuō)明：

4.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化應(yīng)注意前期參與

前期方案直接會(huì)影響到工程的造價(jià)，然而很多結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)忽略了這一點(diǎn)，所以我們應(yīng)該注意。前期參與能夠讓我選擇合理的結(jié)構(gòu)形式以及合理的設(shè)計(jì)方案。

4.2 概念設(shè)計(jì)結(jié)合細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化

在沒(méi)有具體數(shù)值量化的情況下，我們可以使用概念設(shè)計(jì)。例如，對(duì)地震的烈度進(jìn)行設(shè)防時(shí)，由于它存在這不確定的因素，所以我們無(wú)法找到與實(shí)際相符合的計(jì)算式，所以在進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化的時(shí)候我們可以使用概念設(shè)計(jì)的方法，把相應(yīng)的數(shù)值作為參考與輔助相關(guān)的依據(jù)。同時(shí)在設(shè)計(jì)過(guò)程中，相關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員必須合理并靈活的使用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的方法，從而達(dá)到最佳的效果。

在設(shè)計(jì)過(guò)程中必須對(duì)細(xì)部的結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)優(yōu)化，例如，在現(xiàn)澆的混凝土異形的板料，其拐彎處容易開(kāi)裂，我們可以簡(jiǎn)化成矩形板，然后再合理的選擇鋼筋，在滿足其結(jié)構(gòu)的基本要求條件下，達(dá)到既安全又經(jīng)濟(jì)的目的。

4.3 下部地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化

篇7

一、前言

近年來(lái)，人們對(duì)生活質(zhì)量的要求不斷的提高，對(duì)房屋建筑的要求逐漸的從實(shí)用性向功能性、安全性、可靠性方向轉(zhuǎn)變，這給房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出了更高的要求，如何提高房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量，已經(jīng)成為房屋建筑企業(yè)亟待解決的問(wèn)題，同時(shí)也是社會(huì)各界廣泛關(guān)注的焦點(diǎn)。通過(guò)將建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法應(yīng)用在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，能夠有效的保證房屋建筑的功能性、經(jīng)濟(jì)性以及實(shí)用性。因此，文章針對(duì)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法實(shí)際應(yīng)用的研究具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

二、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的概念以及重要性分析

1建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的概念。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法是從理論、經(jīng)驗(yàn)上對(duì)進(jìn)駐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，以建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)理論為依據(jù)，同時(shí)憑借經(jīng)驗(yàn)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析與認(rèn)知，以此對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的整體進(jìn)行優(yōu)化，是對(duì)建筑設(shè)計(jì)以及工程部分的設(shè)計(jì)優(yōu)化與完善。在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，為了保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性，以及降低結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析的難度，應(yīng)該嚴(yán)格的控制建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的所有環(huán)節(jié)，進(jìn)而保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠滿足實(shí)際需求。

2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的重要性。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，不僅能夠有效的控制房屋建筑工程的造價(jià)，還能夠滿足建筑的實(shí)用性與美觀性。對(duì)于建筑企業(yè)來(lái)說(shuō)，希望以最少的投資獲得最大的利益，因此必須保證房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性、可靠性以及科學(xué)性，這就要求對(duì)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化。與傳統(tǒng)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相比，結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法的優(yōu)點(diǎn)在于：保證房屋建筑結(jié)構(gòu)的安全性；合理協(xié)調(diào)房屋建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部的所有單位；合理的利用材料的性能；降低工程造價(jià)6%-35%。由此可見(jiàn)，通過(guò)將建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法應(yīng)用在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，能夠有效的提高房屋建筑結(jié)構(gòu)的安全性、實(shí)用性以及經(jīng)濟(jì)性。

三、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的實(shí)際應(yīng)用分析

1建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法分析。建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法主要包括以下幾種：（1）拓?fù)鋬?yōu)化方法，拓?fù)鋬?yōu)化方法的主要內(nèi)容是尋找建筑結(jié)構(gòu)剛度最理想的傳力模式或者分布方式，以此優(yōu)化結(jié)構(gòu)的性能或者降低建筑結(jié)構(gòu)的自重，拓?fù)鋬?yōu)化方法是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)初始階段提出的概念性設(shè)計(jì)，通過(guò)整數(shù)變量的形式或者邏輯變量的形式來(lái)表現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)際分部形式，以此或者最佳的布局設(shè)計(jì)方案，該種建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法與其他方法相比，其經(jīng)濟(jì)效益更高，更容易被廣大工程設(shè)計(jì)人員所接受；（2）外形優(yōu)化方法，外形優(yōu)化方法的研究時(shí)間相對(duì)較短，指的是在結(jié)構(gòu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)一定的基礎(chǔ)上，調(diào)整結(jié)構(gòu)內(nèi)部形狀與框架，以此對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)與優(yōu)化，以對(duì)象為標(biāo)準(zhǔn)將外形優(yōu)化方法分為兩種，即桿系結(jié)構(gòu)與連續(xù)體結(jié)構(gòu)，對(duì)于桿系結(jié)構(gòu)外形優(yōu)化方法，應(yīng)該以節(jié)點(diǎn)作為為設(shè)計(jì)變量，然后進(jìn)行截面優(yōu)化，通常采用分布優(yōu)化與綜合優(yōu)化進(jìn)行求解；對(duì)于連續(xù)體結(jié)構(gòu)，通常采用數(shù)值、解析兩種方法進(jìn)行結(jié)構(gòu)外形優(yōu)化；（3）截面優(yōu)化方法，截面優(yōu)化方法是采用有限元方法計(jì)算設(shè)計(jì)變量的所受應(yīng)力與結(jié)構(gòu)位移，通過(guò)科學(xué)的數(shù)學(xué)規(guī)劃方法以及靈敏度分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。

2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的實(shí)際應(yīng)用分析。文章以某房屋建筑工程為例，該房屋建筑工程采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)體系，建筑面積為6408平方米，由于施工現(xiàn)場(chǎng)條件有限，建筑平面長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為58.1米，寬度設(shè)計(jì)為15.6米。該建筑工程總共7層，層高設(shè)計(jì)為3.6米，走廊寬度為2.4米，房間開(kāi)間進(jìn)深為6.6米，地基承載力控制在120kN/O-140kN/O之間，由于冬季氣溫相對(duì)較低，并且地下水深度為7m左右，地下水、降水會(huì)對(duì)混凝土造成侵蝕，為了保證該房屋建筑工程的安全性和可靠性，需要采用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法對(duì)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化和完善，具體表現(xiàn)為：

2.1創(chuàng)建房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)模型。想要實(shí)現(xiàn)對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)的整體優(yōu)化，應(yīng)該創(chuàng)建完善的房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)模型，具體步驟表現(xiàn)為：第一步，合理的選擇設(shè)計(jì)變量，在選擇設(shè)計(jì)變量時(shí)，應(yīng)該將影響建筑結(jié)構(gòu)的主要參數(shù)作為設(shè)計(jì)變量，例如約束控制參數(shù)、目標(biāo)控制參數(shù)等，同時(shí)還存在一些影響相對(duì)較小、變化范圍也相對(duì)較小，能夠滿足相關(guān)設(shè)計(jì)要求的一些參數(shù)，通常采用預(yù)定參數(shù)表示，這樣能夠有效的降低編制程序工作量、計(jì)算量以及設(shè)計(jì)量；第二步，確定目標(biāo)函數(shù)，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該尋找一組可以滿足預(yù)定條件的截面相應(yīng)的幾何尺寸、鋼筋截面積等的函數(shù)，以此降低工程造價(jià)；第三步，確定約束條件，為了保證房屋建筑結(jié)構(gòu)的可靠性，在進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化時(shí)，應(yīng)該確定優(yōu)化設(shè)計(jì)的相關(guān)約束條件，房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的約束條件主要包括結(jié)構(gòu)體系約束、應(yīng)力約束、構(gòu)件單元約束、尺寸約束、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度約束、裂縫寬度約束等，同時(shí)在進(jìn)行房屋建構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，還應(yīng)該對(duì)實(shí)際的約束條件與目標(biāo)約束條件進(jìn)行比較分析，以此保證所有的約束條件都能夠滿足相關(guān)的設(shè)計(jì)要求，實(shí)現(xiàn)對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)的最佳設(shè)計(jì)。

2.2設(shè)計(jì)計(jì)算方案與程序。在進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行合理的優(yōu)化，在此過(guò)程中會(huì)涉及到眾多的變量與約束條件，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)與計(jì)算的過(guò)程中，應(yīng)該充分、全面的了解這些變量與約束條件，并進(jìn)行科學(xué)的分析，采用數(shù)學(xué)計(jì)算方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。當(dāng)創(chuàng)建了模型以及確定設(shè)計(jì)方案之后，設(shè)計(jì)人員還應(yīng)該根據(jù)設(shè)計(jì)方案制定相應(yīng)的程序，把相關(guān)變量錄入計(jì)算機(jī)，當(dāng)出現(xiàn)設(shè)計(jì)變動(dòng)時(shí)，應(yīng)該改寫(xiě)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，然后進(jìn)行重新錄入，由計(jì)算機(jī)根據(jù)相關(guān)的編程數(shù)據(jù)得出相應(yīng)的結(jié)果。

2.3結(jié)果分析。當(dāng)計(jì)算機(jī)計(jì)算出結(jié)果之后，應(yīng)該對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析，以此判斷設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性與合理性。在進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該保證房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)滿足結(jié)構(gòu)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，這就要求設(shè)計(jì)人員從多個(gè)方面考慮，綜合分析之后更好的完善結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，降低建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難度，在不影響整體施工質(zhì)量的前提下，降低施工企業(yè)的施工成本。因此，在進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該正視經(jīng)濟(jì)與技術(shù)之間的矛盾，通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，有效的的解決經(jīng)濟(jì)與技術(shù)之間的矛盾，盡可能的降低施工成本消耗。

四、結(jié)束語(yǔ)

總而言之，房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，通過(guò)將建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法應(yīng)用在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，能夠保證房屋建筑的安全性，降低投入成本，為人們建造安全、美觀、舒適、實(shí)惠、耐用的房屋建筑工程。

參考文獻(xiàn)：

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[2]陳俊.淺談結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)與其在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].科技向?qū)В?013，（2）：172.

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近年來(lái)，由于土地價(jià)格市場(chǎng)的變化，不斷上漲的土地價(jià)格給開(kāi)發(fā)商的建筑總成本控制帶來(lái)了極大的壓力，同時(shí)，人們對(duì)于居住條件及生活環(huán)境的要求不斷提高，相應(yīng)建筑產(chǎn)品的品質(zhì)要求也就不斷提高，這就讓開(kāi)發(fā)商不斷尋求新的手段滿足顧客需求，而降低工程造價(jià)就成為開(kāi)發(fā)商追求的直接目標(biāo)，這就需要我們利用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)方法，提高有限空間 有限資源的最大化效果發(fā)揮，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)化 實(shí)用性和適用性的良好目標(biāo)。

一、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的應(yīng)用及實(shí)踐價(jià)值

一是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的應(yīng)用：通常情況下，主要是在房屋工程結(jié)構(gòu)總體的優(yōu)化設(shè)計(jì)和房屋工程分部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)中應(yīng)用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法和技術(shù)。具體來(lái)講，房屋工程分部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)包括優(yōu)化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)方案、屋蓋系統(tǒng)方案以及圍護(hù)結(jié)構(gòu)方案和結(jié)構(gòu)細(xì)部設(shè)計(jì)等等。這些方面又包括很多細(xì)小方面的內(nèi)容，如選型、布置、受力分析、造價(jià)分析等。要嚴(yán)格依據(jù)相關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范和使用要求，結(jié)合工程具體情況，來(lái)進(jìn)行結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，促使綜合經(jīng)濟(jì)效益得到顯著提升。

二是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的實(shí)踐價(jià)值：要充分考慮建筑結(jié)構(gòu)長(zhǎng)遠(yuǎn)效益，來(lái)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的近期投資進(jìn)行減少，并且促使建筑結(jié)構(gòu)的可靠性和合理性得到顯著提升。通過(guò)實(shí)踐研究表明，相較于傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，將設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用過(guò)來(lái)，可以在較大程度上降低建筑工程造價(jià)。通過(guò)優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用，可以將材料性能給最合理的利用起來(lái)，有效協(xié)調(diào)建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部各個(gè)單元，并且安全度也符合建筑規(guī)范的規(guī)定。

二、民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與經(jīng)濟(jì)性的關(guān)系

一是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與用地的關(guān)系：具體來(lái)講，在多層或者高層住宅建筑中，各層建筑面積的總和就是總建筑面積，有著越多的層數(shù)，那么單位建筑面積所分?jǐn)偟姆课菥陀兄缴俚恼嫉孛娣e。但是在增加建筑層數(shù)的過(guò)程中，也會(huì)增加房屋的總高度，那么就需要增大房屋之間的間距。因此，隨著建筑層數(shù)的增加，并不會(huì)按照同一比例來(lái)增加用地的節(jié)約量。

二是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與造價(jià)的關(guān)系：?jiǎn)挝唤ㄖ娣e造價(jià)會(huì)直接受到建筑層數(shù)的影響，但是對(duì)于各個(gè)分部結(jié)構(gòu)，有著不同的影響程度。對(duì)于屋蓋部分，如果有多少層，只需要對(duì)一個(gè)屋蓋共用即可，在增加層數(shù)的過(guò)程中，不會(huì)增加屋蓋的投資。因此，隨著層數(shù)的增加，會(huì)明顯降低屋蓋部分的單位面積造價(jià)?；A(chǔ)部分，基礎(chǔ)被各層所共用，在增加層數(shù)的過(guò)程中，也會(huì)增大基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的荷載，那么就需要對(duì)基礎(chǔ)的承載力進(jìn)行加大，雖然在增加層數(shù)的過(guò)程中，會(huì)降低基礎(chǔ)部分的單位面積造價(jià)，但是并不是十分顯著。對(duì)于承重結(jié)構(gòu)，在增加層數(shù)的過(guò)程中，需要對(duì)其承載能力和抗震能力進(jìn)行強(qiáng)化，那么就會(huì)在一定程度上提升分部結(jié)構(gòu)的單位建筑造價(jià)。

三是高層住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與經(jīng)濟(jì)性的關(guān)系：通過(guò)調(diào)查研究我們可以發(fā)現(xiàn)，住宅的造價(jià)會(huì)直接受到住宅層高的影響，在增加層高的過(guò)程中，會(huì)增加墻體面積和柱面積，結(jié)構(gòu)自重遭到增加，基礎(chǔ)和柱的承載力也會(huì)得到增加，并且會(huì)加長(zhǎng)水衛(wèi)和電氣的管線。對(duì)層高進(jìn)行降低，那么材料和能源就可以得到有效節(jié)約，建筑抗震性能得到提升，造價(jià)成本得到節(jié)約。同時(shí)，層高的降低，還可以促使住宅建筑的總高度得到降低，建筑之間的日照距離得到縮小，因此，層高的降低，也可以促使土地資源得到有效節(jié)約。即使建筑面積相同，如果住宅建筑有著不同的平面形狀，那么住宅也會(huì)有不同的外墻周長(zhǎng)系數(shù)。如果采用的是接近方形或者圓形的平面形狀，那么就會(huì)降低外墻周長(zhǎng)系數(shù)，這樣就可以在較大程度上減少外墻、砌體、基礎(chǔ)以及內(nèi)外表面的裝修，并且有著較好的受力性能，自然會(huì)在較大程度上降低成本造價(jià)。

三、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法應(yīng)用于實(shí)踐之中，是目前一個(gè)比較廣泛的課題，利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化的方法在不改變適用性能的前提下達(dá)到降低工程造價(jià)的目的。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用于項(xiàng)目的整體設(shè)計(jì)、前期設(shè)計(jì)，舊房改造，抗震設(shè)計(jì)等設(shè)計(jì)的各分部環(huán)節(jié)，發(fā)揮著巨大的效益。在按照結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的方法及模型進(jìn)行實(shí)踐的過(guò)程中，要注意下面的幾個(gè)問(wèn)題。

1.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化應(yīng)注意前期參與。因?yàn)榍捌诜桨傅拇_定直接影響建筑的總投資，而現(xiàn)在存在的普遍問(wèn)題就是前期方案階段結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并不進(jìn)行參與，建筑師進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)大多并不考慮結(jié)構(gòu)的合理性以及它的可行性，但是建筑設(shè)計(jì)的結(jié)果卻直接對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)造成影響，某些方案可能會(huì)增加結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的難度，并使得建筑的總投資提高。如果在方案的初期，結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)就能參與進(jìn)來(lái)，那么我們就能針對(duì)不同的建筑類(lèi)別，選擇合理的結(jié)構(gòu)形式，合理的設(shè)計(jì)方案，獲得一個(gè)良好的開(kāi)端。

2.下部地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化。地基基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化首先要選擇合適的方案，如果為樁基礎(chǔ)，那么要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件選擇樁基類(lèi)型，盡量節(jié)省造價(jià)。樁端持力層對(duì)灌注樁樁長(zhǎng)的選擇影響很大，應(yīng)多進(jìn)行比較以確定最合適的方案。

四、房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的意義

1.優(yōu)化設(shè)計(jì)，保證結(jié)構(gòu)功能性。結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)能夠根據(jù)工程的需求對(duì)結(jié)構(gòu)造型、受力性能、結(jié)構(gòu)材料等進(jìn)行優(yōu)化配置。比如選擇圓形、方形的結(jié)構(gòu)進(jìn)行方面平面設(shè)計(jì)能夠增加結(jié)構(gòu)的受力性能。因此，工程透，達(dá)到更好的效果；其次是拓展學(xué)生的思維，讓學(xué)生可以根據(jù)具體的情況，用不同的思維和方式進(jìn)行探討，深入的分析問(wèn)題，找出關(guān)鍵所在，打破慣性思維，練習(xí)用發(fā)散思維和多種方法解決問(wèn)題，讓兩門(mén)課程可以更好地發(fā)揮實(shí)效性。

結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)上文的敘述分析我們可以得知，隨著時(shí)代的進(jìn)步和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，在時(shí)代飛速發(fā)展的今天，企業(yè)在發(fā)展過(guò)程中面臨著日趨激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，要想在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中獲得發(fā)展和壯大，除了要保證建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量和安全之外，還需要將經(jīng)濟(jì)性原則給貫徹過(guò)來(lái)，最大限度的擴(kuò)大建筑工程的經(jīng)濟(jì)效益。

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中圖分類(lèi)號(hào)：S611文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

引言

民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和優(yōu)化是一項(xiàng)龐大的系統(tǒng)工程，需要相關(guān)人員不斷進(jìn)行探索和改革，不斷促進(jìn)民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性，使其更符合設(shè)計(jì)要求、

更符合當(dāng)今社會(huì)的環(huán)保理念。

一、房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化概述

根據(jù)工程建設(shè)的基本狀況，以計(jì)劃成本控制為中心來(lái)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，其內(nèi)容就是利用對(duì)建筑基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)、屋蓋系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方案以及圍護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案等環(huán)節(jié)，建立起一種關(guān)于結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的模型，通過(guò)對(duì)各種不同的影響變量參數(shù)中的若干關(guān)鍵參數(shù)的科學(xué)的計(jì)算，確立最終的建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化結(jié)果方案。

房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)意義主要有兩點(diǎn)：一是大大提高建筑結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性，房屋建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化可節(jié)省材料，有利于抗震，減少內(nèi)外表面裝修，提高了其受力性能，增強(qiáng)了建筑的經(jīng)濟(jì)性能；二是結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)大大降低了建筑工程的總成本造價(jià)。節(jié)約用地，大量資料表明，房屋建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化能夠有效降低工程成本造價(jià)25%左右，同時(shí)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)能夠?qū)κ┕げ牧系男阅芾酶雍侠砘?，能夠讓建筑工程結(jié)構(gòu)內(nèi)部各個(gè)不同單元之間更加充分互協(xié)調(diào)，提升了建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性。

二、房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的原則

1、經(jīng)濟(jì)適用原則

在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要根據(jù)建筑的環(huán)境對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的施工工藝和要求進(jìn)行選擇，保證在施工時(shí)盡量選擇難度低的施工工藝，使各項(xiàng)施工流程都能符合施工環(huán)境的需求。同時(shí)還要考慮到經(jīng)濟(jì)原則，盡量選擇性?xún)r(jià)比高的建筑材料，最大程度地節(jié)省工程成本，降低施工單位的投入。

2、安全堅(jiān)固原則

在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，為了保證建筑工程質(zhì)量和人員財(cái)產(chǎn)安全的問(wèn)題，必須考慮建筑結(jié)構(gòu)的安全性，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)要考慮到結(jié)構(gòu)的合理性，運(yùn)用各種先進(jìn)的建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)，保證建筑在使用過(guò)程中的安全穩(wěn)定。同時(shí)還要兼顧施工現(xiàn)場(chǎng)的安全，減少施工事故的發(fā)生。

3、美觀實(shí)用原則

隨著人們生活水平的提高，人們的居住觀念也在一定程度上得到了相應(yīng)的改變，人們對(duì)于建筑的美觀舒適有了較高要求。因此在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要考慮美觀原則，使民用建筑的美觀程度增加，符合人們的審美需求。

三、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用

1、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1.1選擇合適的鋼材

在鋼結(jié)構(gòu)建筑中，鋼材的選擇非常關(guān)鍵，直接關(guān)系到整個(gè)結(jié)構(gòu)的各項(xiàng)性能標(biāo)準(zhǔn)，所以鋼材要具有較好的延伸性，在抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度方面符合標(biāo)準(zhǔn)。為了保證焊接的質(zhì)量，要符合含碳量指標(biāo)。如果在地震區(qū)的鋼結(jié)構(gòu)建筑，還要充分考慮抗震性的需求，要對(duì)鋼材進(jìn)行沖擊實(shí)驗(yàn)，保證具有良好的韌性。為保證鋼材的各項(xiàng)性能都符合標(biāo)準(zhǔn)，一定要進(jìn)行相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，檢測(cè)合格后準(zhǔn)予使用。對(duì)于有其他性能需求的，要按照建筑的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)操作，確保鋼材的質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

1.2樓面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在樓面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，比較常見(jiàn)的問(wèn)題是裂縫，如果設(shè)計(jì)不當(dāng)將直接影響樓面的施工質(zhì)量。在樓面設(shè)計(jì)中，應(yīng)該根據(jù)施工材料的不同設(shè)計(jì)不同的方案，因?yàn)椴牧系男再|(zhì)不同，伸縮縫的設(shè)計(jì)長(zhǎng)度也不相同。所以在鋼結(jié)構(gòu)建筑中，對(duì)于樓面的設(shè)計(jì)可以使用現(xiàn)澆混凝土的方法，伸縮縫的長(zhǎng)度可以按照混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)留，以避免施工中樓面出現(xiàn)裂縫。

1.3網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的計(jì)算

在實(shí)際的建筑工作中，建筑設(shè)計(jì)人員通常會(huì)將網(wǎng)架同下部結(jié)構(gòu)分開(kāi)進(jìn)行計(jì)算。在計(jì)算當(dāng)中，設(shè)定網(wǎng)架支座的剛度是無(wú)限大的，并且各個(gè)支座剛度相等，將支座反力與下部結(jié)構(gòu)相加就可以得出網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)值。下部結(jié)構(gòu)可能為梁，也可能是其他的形式，其剛度差異很大。

2、地基結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

地基是整個(gè)建筑的基礎(chǔ)，地基的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平直接影響到上層建筑的質(zhì)量。因?yàn)榈鼗幕A(chǔ)不僅要承受來(lái)自上層建筑的荷載，同時(shí)還會(huì)受到地下各種應(yīng)力的影響?；A(chǔ)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要考慮的因素較多，在設(shè)計(jì)之前，需要對(duì)基礎(chǔ)的地質(zhì)條件、水文狀況、荷載的分布情況、周?chē)ㄖ幕A(chǔ)、抗震等級(jí)等各項(xiàng)要素進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查分析，然后根據(jù)建筑的整體需求，設(shè)計(jì)出高水平的結(jié)構(gòu)方案。在砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，條形基礎(chǔ)較為常見(jiàn)，基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)形式主要取決于地基的荷載力、防水要求等因素，有針對(duì)性的選擇基礎(chǔ)類(lèi)型。

2.2樁基深度

在樁基設(shè)計(jì)方面，要選擇硬巖石為樁端的持力層。在樁端進(jìn)入到持力層時(shí)，應(yīng)對(duì)其深度進(jìn)行控制：以樁徑（d）為標(biāo)準(zhǔn)，如果是粘性土，應(yīng)大于2d；如果是強(qiáng)風(fēng)化軟質(zhì)巖或砂土，應(yīng)大于1.5d；如果是強(qiáng)風(fēng)化硬質(zhì)巖和碎石土，應(yīng)大于1d，且應(yīng)大于0.5m。在樁基進(jìn)入到持力層時(shí)，樁斷面進(jìn)入到巖層的深度應(yīng)大于0.5m，如果持力層為未風(fēng)化的硬質(zhì)巖或灰?guī)r時(shí)，可適當(dāng)減少其嵌巖深度，但也應(yīng)在0.2m以上。

四、民用建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化措施

1、提升民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量

針對(duì)民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在標(biāo)注不全、設(shè)計(jì)粗糙和違反規(guī)范條文等問(wèn)題，應(yīng)在出施工力之前予以解決，這就要求建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員具有一定的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和職業(yè)素養(yǎng)。定期對(duì)設(shè)計(jì)人員進(jìn)行專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)學(xué)習(xí)，不斷提升設(shè)計(jì)人員的業(yè)務(wù)水平和責(zé)任心，端正設(shè)計(jì)人員的態(tài)度，提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的水平和質(zhì)量。在選擇設(shè)計(jì)方時(shí)，要對(duì)設(shè)計(jì)方的相關(guān)證書(shū)和資質(zhì)進(jìn)行審查，保證民用建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)質(zhì)量，從源頭上提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性和整個(gè)建筑工程的質(zhì)量。

2、優(yōu)化民用建筑結(jié)構(gòu)模型

民用建筑涉及國(guó)計(jì)民生，是與人民群眾利益聯(lián)系最緊密的建筑工程，因此在設(shè)計(jì)前必須對(duì)民用建筑結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行合理優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)房屋的結(jié)構(gòu)體系、圍護(hù)結(jié)構(gòu)、房屋的各個(gè)細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理優(yōu)化設(shè)計(jì)，保證建筑結(jié)構(gòu)的承重、受力符合相關(guān)規(guī)范和要求。在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)還要充分考慮經(jīng)濟(jì)原則，保證建筑結(jié)構(gòu)安全的同時(shí)還要盡可能降低建筑結(jié)構(gòu)的成本，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的最大化。

3、提高民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性

現(xiàn)階段的民用設(shè)計(jì)普遍存在著抗震設(shè)計(jì)不足，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理等現(xiàn)象。因此，為了保證建筑結(jié)構(gòu)的安全性和使用壽命，必須對(duì)民用建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。在民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要盡可能選擇合理的結(jié)構(gòu)類(lèi)型。比如現(xiàn)階段運(yùn)用廣泛鋼結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，具有強(qiáng)度高、質(zhì)量輕、工期短等特點(diǎn)，適應(yīng)現(xiàn)階段民用建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求。與此同時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)的大空間布置，能更好地保證了民用建筑空間設(shè)置的靈活性，為施工和業(yè)主的裝修設(shè)計(jì)提供了便利。此外，使用鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)施工時(shí)能有限地減少水泥、砂石等建筑原料的使用，能大大減少施工成本，降低工程造價(jià)。同時(shí)還能降低環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)建筑的可持續(xù)發(fā)展，提高民用建筑的社會(huì)效益。

為了更好地保障民用建筑的安全性，建筑物地基基礎(chǔ)部分的設(shè)計(jì)不容忽視，在進(jìn)行民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要充分考慮場(chǎng)地條件及地基承載力特征值，根據(jù)建筑本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)選擇合適的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式，保證地基基礎(chǔ)部分受力均勻，滿足整個(gè)建筑的設(shè)計(jì)要求。當(dāng)施工過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)能夠及時(shí)與設(shè)計(jì)人員溝通，共同商議處理方法，保證施工進(jìn)度和施工質(zhì)量，使地基基礎(chǔ)部分符合建筑設(shè)計(jì)的要求。

結(jié)束語(yǔ)

總而言之，只有不斷提升民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員的能力和素質(zhì)，使設(shè)計(jì)出的方案更加合理有效，促進(jìn)我國(guó)建筑產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)向安全、合理、科學(xué)的方向轉(zhuǎn)變。

參考文獻(xiàn)

篇10

房屋建筑企業(yè)應(yīng)該應(yīng)用合理的建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)公司利潤(rùn)的最大化，從而提高公司的綜合競(jìng)爭(zhēng)力。總而言之，房屋建筑設(shè)計(jì)師充分做好房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)企業(yè)與客戶的雙贏。

1.房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法的重要性及其作用

1.1房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法的重要性

對(duì)房屋建筑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，施工人員應(yīng)在確保房屋建筑質(zhì)量安全的前提下，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行細(xì)致分析，應(yīng)用先進(jìn)的設(shè)計(jì)觀念及技術(shù)，從而對(duì)工程造價(jià)進(jìn)行控制。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)分析，房屋的結(jié)構(gòu)如果經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)優(yōu)化，同未經(jīng)設(shè)計(jì)優(yōu)化的房屋建筑相比可以縮減10%―20%的費(fèi)用。但是，在現(xiàn)實(shí)的施工設(shè)計(jì)優(yōu)化中，因?yàn)槭艿蕉喾矫鏃l件的限制，實(shí)施起來(lái)十分困難，無(wú)法充分發(fā)揮其優(yōu)越性。例如：一些施工企業(yè)過(guò)于追趕工程進(jìn)度，從而導(dǎo)致對(duì)房屋的設(shè)計(jì)效果造成影響；很多年輕的項(xiàng)目設(shè)計(jì)人員因?yàn)槿鄙俟ぷ鹘?jīng)驗(yàn)，無(wú)法進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化；還有的設(shè)計(jì)人員因?yàn)閷?duì)房屋建筑部分的過(guò)分關(guān)注，從而對(duì)整體房屋建筑的設(shè)計(jì)預(yù)案造成忽略，影響了整體造價(jià)。從中可以看出，房屋建筑項(xiàng)目的設(shè)計(jì)人員應(yīng)把施工技術(shù)同經(jīng)濟(jì)收益緊密的聯(lián)系起來(lái)，唯有規(guī)劃出切實(shí)可行、效果良好的設(shè)計(jì)預(yù)案才可以保證企業(yè)獲取最大收益。

1.2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的作用

（1）對(duì)房屋建筑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化可以全面發(fā)揮機(jī)械設(shè)備及建材的性能，同以往的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相比，更具優(yōu)勢(shì)。對(duì)房屋建筑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化可以降低工程造價(jià)的資金投入，為企業(yè)贏取更高的收益。同時(shí)，還能夠把房屋結(jié)構(gòu)中的各個(gè)單元進(jìn)行有機(jī)整合，提高房屋建筑的質(zhì)量，保證人們的居住安全。所以，對(duì)房屋的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化是保證民用房屋經(jīng)濟(jì)性更好、適用性更強(qiáng)的重要方法之一。（2）提升房屋建筑的安全性。通過(guò)對(duì)房屋結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以對(duì)原有設(shè)計(jì)方案中的不足和缺陷進(jìn)行彌補(bǔ)，從而提升房屋結(jié)構(gòu)的合理性和安全性，在保證房屋建筑整體質(zhì)量的基礎(chǔ)上，節(jié)省房屋建筑材料，提升房屋建筑的穩(wěn)定性和相應(yīng)的受力性能，確保房屋建筑的使用安全。（3）減低工程造價(jià)。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，運(yùn)用建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)后，與原設(shè)計(jì)方案相比，房屋建筑工程的成本可以節(jié)約10%-30%左右，成本大大降低。同時(shí)，通過(guò)建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，還可以充分發(fā)揮原材料的性能，確保房屋結(jié)構(gòu)各個(gè)單元之間的緊密聯(lián)系，提升房屋建筑工程的經(jīng)濟(jì)性。

2.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析

2.1結(jié)構(gòu)同房屋建筑的協(xié)調(diào)優(yōu)化

在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡可能保證房屋建筑的結(jié)構(gòu)同整體平面的配合緊密，從而實(shí)現(xiàn)造型美觀、結(jié)構(gòu)合理的效果。在進(jìn)行房屋建筑柱及墻的布設(shè)時(shí)，應(yīng)同房建平面的功能需求相一致，每個(gè)房間的進(jìn)深、開(kāi)間都應(yīng)保持統(tǒng)一。房屋建筑系統(tǒng)盡可能簡(jiǎn)潔，墻與柱不可以出現(xiàn)錯(cuò)位情況，每一層的高度及截面面積應(yīng)相同。進(jìn)行樓體或電梯的設(shè)計(jì)時(shí)，其應(yīng)力集中或受力方向較多的轉(zhuǎn)角區(qū)域，承重構(gòu)件應(yīng)盡可能選取高強(qiáng)建材，從而降低自重，而非承重的構(gòu)建應(yīng)選用質(zhì)量較輕的建材。整體房屋建筑在布局方面應(yīng)保證重心、剛心及質(zhì)心交疊，預(yù)防出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)情況。

2.2整體優(yōu)化和局部?jī)?yōu)化

任一項(xiàng)目房屋建筑的設(shè)計(jì)都具備層次性及復(fù)雜性?xún)煞矫娴奶攸c(diǎn)。以層次性看來(lái)，其一般包含房屋建筑的設(shè)計(jì)體系、結(jié)構(gòu)體系及安裝設(shè)計(jì)體系等，每一個(gè)體系內(nèi)又囊括了多個(gè)下屬體系。進(jìn)行房屋建筑設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)各個(gè)下屬系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，將各個(gè)布局間的橫向關(guān)聯(lián)沖破，疊加工程；以復(fù)雜性看來(lái)，其一般包含房屋建筑原料選取、零部件選取、結(jié)構(gòu)類(lèi)型選取等內(nèi)容。所以，對(duì)于任一房屋建筑來(lái)講，就應(yīng)從整體進(jìn)行優(yōu)化，方可真正實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化。

2.3優(yōu)化設(shè)計(jì)規(guī)范

在對(duì)房屋建筑工程進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員嚴(yán)格遵循了相應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范，不僅充分了解了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中的相關(guān)條例，而且結(jié)合房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的實(shí)際情況，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行了合理應(yīng)用。同時(shí)，針對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中存在的不足，如安全性較差、要求過(guò)于寬松等，設(shè)計(jì)人員結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行了適當(dāng)?shù)娜∩幔瑥亩袑?shí)保證了設(shè)計(jì)成果的最優(yōu)化。

2.4概念設(shè)計(jì)優(yōu)化

技術(shù)與房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)于同一房屋建筑方案，可以有許多不同的結(jié)構(gòu)布置設(shè)計(jì)；確定了結(jié)構(gòu)布置的房屋建筑物，即使在同種荷載情況下也存在不同的分析方法；分析過(guò)程中設(shè)計(jì)參數(shù)、材料、荷載的取值也不是惟一的：房屋建筑物細(xì)部的處理更是不盡相同，這些問(wèn)題是計(jì)算機(jī)無(wú)法完全解決的，都需要設(shè)計(jì)人員自己作出判斷。而判斷只能在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般規(guī)律指導(dǎo)下，根據(jù)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行，這便是前面所說(shuō)的概念設(shè)計(jì)。因此，概念設(shè)計(jì)存在于設(shè)計(jì)師對(duì)多種備選方案進(jìn)行選擇的過(guò)程中。此外，分析如何應(yīng)付房屋建筑物可能遭遇的各種不確定因素成為概念設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。其中，地震作用最為難以琢磨，破壞性也最大。故而，房屋建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中就應(yīng)該未雨綢繆，從計(jì)算及構(gòu)造等各個(gè)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(yīng)盡量避免。剛度均勻、對(duì)稱(chēng)是減小地震在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生不利影響的重要手段；延性設(shè)計(jì)則能有效地防止結(jié)構(gòu)在地震作用下發(fā)生脆性破壞；多道設(shè)防思想能使房屋建筑在特大地震作用下次要的構(gòu)件先破壞，消耗一部分地震能量。這些抗震設(shè)防思想在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中都應(yīng)該作為概念設(shè)計(jì)的重要指導(dǎo)思想。

2.5樁基礎(chǔ)優(yōu)化

樁基礎(chǔ)可以劃分為灌注樁及預(yù)制樁兩種樁型。因?yàn)楣嘧对谑┕r(shí)質(zhì)量較難控制，并且操作復(fù)雜，時(shí)間較長(zhǎng)。所以，如果在沉降符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，應(yīng)利用預(yù)制樁進(jìn)行施工。另外，因?yàn)樵谄胀顩r下，伴隨著樁基的不斷深入，土壤對(duì)樁身的作用及摩擦也隨之增大，所以，應(yīng)盡量選取長(zhǎng)度較大的預(yù)制樁。

2.6框架梁、柱箍筋間距的優(yōu)化

對(duì)不同抗震等級(jí)的框架梁，柱箍筋加密區(qū)的最小箍筋直徑和最大箍筋間距做了明確的規(guī)定。側(cè)重點(diǎn)就是關(guān)于質(zhì)量，比如抗震等級(jí)、人防等級(jí)、地基處理、承載能力、材料使用等一些相關(guān)因素，同時(shí)還包括對(duì)設(shè)計(jì)圖紙的詳細(xì)了解和掌握，在鋼筋水泥的質(zhì)量要求、地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)、砌體結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量控制等級(jí)，基本雪壓和基本風(fēng)壓，地面粗糙度等等一些基本房屋結(jié)構(gòu)的類(lèi)型需要，如混凝土的含堿量不得超過(guò)3kg/m3、地下水類(lèi)型及標(biāo)高、防水設(shè)計(jì)水位和抗浮設(shè)計(jì)水位，地基液化，濕陷及其他不良地質(zhì)作用，地基土凍結(jié)深度、設(shè)計(jì)活荷載值、混凝土結(jié)構(gòu)的環(huán)境類(lèi)別、材料等級(jí)、強(qiáng)度等級(jí)、材料性能、施工質(zhì)量的特別要求等，是在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要考慮的要素。

3.結(jié)束語(yǔ)

建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中有著極其重要的作用，推動(dòng)著城市化的建設(shè)與發(fā)展。房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在確保安全性與合理性的基礎(chǔ)之上，應(yīng)該加強(qiáng)整個(gè)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)美觀性，以及對(duì)方案進(jìn)行不斷的優(yōu)化，促進(jìn)工作的改進(jìn)?，F(xiàn)代化的房屋建筑設(shè)計(jì)不僅需要確保其基本的使用價(jià)值和功能性，同時(shí)針對(duì)外觀的設(shè)計(jì)還應(yīng)當(dāng)具有一定的美觀性，以進(jìn)一步的增強(qiáng)整個(gè)房屋結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)方案的價(jià)值。