时间：2023-05-30 10:45:51
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇结构优化方法，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
【关键词】工业建筑；结构设计；优化方法
1工业建筑结构优化设计的探讨
1.1工业建筑优化设计的目的。目前，在工业建筑优化设计的过程之中，依据各类建筑，其优化需求目标基本上可以分成两类：（1）传统概念之上的建筑结构设计与优化，其主要就是针对成本结构来进行优化设计，在最大限度之上来充分的保障设计的质量以及结构设计的科学合理性，最终于现代社会低碳环保的各项要求相符。（2）主要就是利用建筑结构的设计优化来满足企业工业生产的各项目标，达到建筑整体而结构的布局及设备置放的部位、分析与处理施工流程之中的各项数据，来最大程度之上加大工业生产作业的效率，提升企业的市场竞争力。
1.2工业建筑结构设计优化中的常见问题。在目前建筑结构设计优化设计的施工经验之中来进行分析，一般问题都是出现在优化之中。现如今，应用钢结构的范围逐渐的加大，这对于概念性设计与空间美学产生了较大的影响。此外，大部分工业建筑结构设计优化之中，设计人员对于整个结构规划布局缺乏一个全面化的认识，最终相应的也就引发了优化效果不显著情况的出现以及大部分企业对工业建筑结构设计优化不认可。
2工业建筑设计优化
2.1建筑结构优化的注意事项。现如今，在进行建筑结构设计的时候，我们国家大多建筑师基本上都不会参前期方案的设计，针对结构可行性与合理性来进行分析，在后期工程建设与方案设计相应的也就加大了难度，当然这也就需要增加对于工程的投入及应用。在工程结构设计前期就得要及时的引入结构优化的设计理念，这样一来不仅仅可以统筹兼顾来分析出工程优化设计的各项需求，而且还可以缩减企业资金的投入量，那么就可以在工程的初期进行合理的控制。
2.2建立完善的工业建筑结构优化体系。在工业建筑结构优化设计的过程之中，因为各个工业建筑结构的设计缺失统一的指导方案，那么就会使得建筑内部结构优化无法满足工业建筑结构的各项要求。所以在进行优化设计之前，首先要做的就是得完成的管理体系建立起来，利用管理体系以及工业建筑结构优化设计之中出现的各项问题来进行分析，并及时的制定出来行之有效的措施来解决，逐渐的工作的内容完善起来，最终在最大限度之上来充分的满足工业建筑结构优化设计质量管理的目的，加大工业建筑结构优化设计质量及其后期正式应用的使用效率。
2.3建立工业建筑结构设计优化模型。为了进一步科学、合理化的实现工业建筑结构优化设计的工作可以有条不紊的进行，在真是开展优化工作之前，要将结构优化设计模型建立起来，在众多变量参数之中选择出来其中的重要参数，逐步将函数模型建立起来，最终实现最佳的优化方案。
2.4吊车水平载荷。大部分工厂的生产均要利用吊车来进行输送体积偏大的获取，吊车荷载主要可以分为水平与竖直。SAP2000在结构分析之中可以将吊车的水平荷载利用等效静载负荷的方式来加到排架桩之上，另外竖直荷载主要就是利用移动式的静载负荷来进行施加的。
2.5电厂煤斗。煤斗是一种大型设备，其主要特征表现在：高度高以及体积大，并且有水平地震的重要性。针对支承构建而产生附加的扭矩以及弯矩，那么就得要利用相应的计算来进行补偿附加的内力。其主要步骤为：首先在设备的重心位置加设相应的支承结构，将附加的内力进行缩减；其次则是在与支承梁杆的轴心位置垂直的部位加设梁结构，使得支承梁的扭矩转变成为作用在梁上的弯矩；再者就是这个时候梁的抗弯能力十分的强，最终转移危险；最后则是支承结构抗扭配筋在不断的强化，楼板强度也随即加强。
2.6磨煤机隔振。对于火电厂而言，其发电过程之中始终无法离开煤炭，那么其中的关键工具就是磨煤机。振动的程度也会在很大程度之上影响到其他设备，特别是配电装置以及发电机组所处的控室。为了可以有效的避免这些问题的出现，那么弹性支承系统也因此而出现。（1）应用了弹簧振系统之后，磨煤机基础台座的重量约为一般基础快的二分之一。由于将之前的占地空间缩减，这对于工艺布置而言十分的有利。（2）应用了弹簧隔振系统之后，降低了磨煤机振动的频率，另外最为关键的就是有效的降低了磨煤机对于周边厂房及人员的影响。（3）因为磨煤机基础台座和锅炉厂房结构之间出现分离的现象，磨煤机基础施工的灵活性偏大。磨煤机基础施工的进行交叉是的施工，可以有效的缩减施工周期。（4）调平磨煤机，基础沉降可以通过弹性弹簧隔振器来进行相应的调整。（5）应用弹簧隔振系统之后，磨煤机自身受到荷载影响偏小，减小了磨煤机磨损的程度，使得磨煤机的运行可靠性进一步的提升。另外还可以有效的延长磨煤机的使用寿命，加大磨煤机大修的周期。（6）和一般基础相比之下，在应用弹簧隔振系统之后，磨煤机基础的振动具备可控制性，最为关键的就是传递到基础下荷载量减小了，所以可以适当的缩减地基基础处理的资金。综上所述，工业建筑结构设计是一项较为繁杂的工作，那么需要考虑各个方面的因素，从选择原材料到工程设计以及设计优化等等各个部分，依据工业建筑结构的特征来来具体的进行操作。逐渐的优化设计方案，在最大限度之上设计出来经济合理的方案。
参考文献
关键词：硅片传输机器人；手臂结构；优化设计
1 硅片传输机器人动态特性分析
手臂结构参数在固定频率基础上将会优化灵敏度，根据权值特点选择末端手臂质量作为优化参数的重点。变量会随着手臂厚度的调整约束结构尺寸以及手臂挠度，手臂末端发生的静偏移将会构建基础模型。手臂厚度在末端静偏移发生的规律影响下使手臂尺寸进行优化设计，结构经过调整之后需要对硅片传输机器人性能进行对比。这种方式能够降低硅片传输机器人手臂结构固定频率的发生，使末端手臂发生的静偏移会得到控制，同时将会保证参数进行调整提升系统运行的振动频率。硅片传输机器人柔性系统主要是通过多阶固定频率实现的模态化，但是这种模态化在固有频率下将会发生轨迹移动，并且影响到末端手臂运行的精确度。手臂结构优化重点放置在对末端手臂的精确度调整上，同时根据固定频率阶数积极的构建模态。固定频率是系统固有的属性，对于硅片传输机器人手臂运行的情况进行模态分析。主要表现为
M（q）+q+kq=0
根据对上述关系的分析，柔性系统在固有频率中对于模态振型可以通过模态振型矢量获取。根据上述等式变化硅片传输机器人手臂柔性关节系统质量将会发生变矩阵，在固定频率系统中末端手臂发生的位置移动主要表现为动态特性。
硅片传输机器人固定频率会随着末端手段端点位置发生的变化而变化。根据末端位置远点距离会模拟出相应的变化。动态系统在模态化关节发生的振幅比例中硅片传输机器人手臂结构会在末端运动轨迹的变化中发生直线运动，振动状态也会在末端轨迹中造成一定的影响。在进行硅片传输机器人手臂结构优化设计的时候要能够充分的考虑振动状态下的固定频率发生的改变。这对于确定手臂结构优化变量能够发挥重要的作用，同时使结构灵敏度得到控制，参数频率更加的固定。
2 手臂结构优化变量
2.1 优化参数
手臂结构参数的优化情况需要保证一定的灵敏度，手臂结构参数在固定频率基础上将会优化灵敏度，根据权值特点选择末端手臂质量作为优化参数的重点。变量会随着手臂厚度的调整约束结构尺寸以及手臂挠度，手臂末端发生的静偏移将会构建基础模型。手臂厚度在末端静偏移发生的规律影响下使手臂尺寸进行优化设计，结构经过调整之后需要对硅片传输机器人性能进行对比。
2.2 手臂结构优化设计
对于手臂结构优化设计应该确定大臂、小臂以及末端手臂质量，这是获取优化参数的重点。在固定频率上能够根据质量变化的不同积极的调整参数变化特点，降低小臂刚度质量将会直接的导致手臂竖直刚度的下降。悬臂结构会在静态变形中出现振动变化。
末端手臂的设计要根据承受的等效力变化进行负载参数的调整，将末端受负载参数设置为常数，并且利用荷载尺寸对参数数值进行约束。末端手臂会随着壁厚增加变形越来越明显，当壁厚增加到2mm左右的时候，这种末端变形影响较小，甚至可以忽略。但是当厚壁在1mm左右的时候，末端手臂变形较为缓慢。如图1。
小臂受力约束参数数值也会随着壁厚增加而增加，并且在2mm左右的时候变形不明显，这时候对于末端手臂的影响较小。但是当厚度在1mm以上的时候，变形较为缓慢。如图2。
3 硅片传输机器人手臂结构整体方案
手臂结构是硅片传输机器人核心部件，直接影响着定位精准度以及生产制造质量。手臂的传输情况需要末端执行器沿着设置好的轨道进行伸缩运动，直线方向运动需要保证连杆系统精确直线引导。手臂结构刚性越强，负载能力也就越大。针对这种情况需要齿轮的咬合力相对较大，能够保证手臂直线进行运动。实现齿轮能够同步精确的运转。硅片传输机器人手臂结构较为复杂，需要在一定的空间中进行结构优化设计，并且要能够在优化的过程中固定不变，相应性的增加运转重量，控制手臂刚性。手臂结构主要体现了硅片传输机器人的主要性能，大臂、小臂以及末端执行器等都是硅片传输机器人的主要部件，能够实现直线伸缩运动，以及在不同的模块中自由进行传输硅片运行。
硅片传输机器人手臂是一种悬臂梁结构，在运动过程中会经常发生轨迹的改变。并且在突发的加速或者减速中都会产生相应的震荡，因此要充分的考虑最小运动惯量，根据运行的实际状况提升平稳性。按照动力学要求，在满足手臂强度刚度条件下降低运动量，特别要注意运转轴质心的配置。选材上，可以在硅片传输机器人手臂上涂抹一层致密保护膜，这样能够更好的起到防腐蚀作用，并且不易发生氧化。手臂尺寸要按照运动空间的要求进行设计，选择最优最小的手臂尺寸，保证手臂刚度的同时降低运动惯量。手臂在外界压力作用下不能够发生变形，在位移情况下刚度会随着变形的增加使刚度发生明显的变化，合理的进行手臂力矩的调整降低手臂弯曲变形效果。
4 结束语
硅片传输机器人手臂结构优化设计需要根据各手臂静挠度进行确定，并且有手臂弯曲末端出现的竖直情况进行静偏移约束，在刚性杆转动下关节系统会随着固定频率发生柔性变化，这样就能够获取到优化设计的变化参数。根据硅片传输机器人结构参数调整频率灵敏度，设置优化变量，明确硅片传输机器人优化不适应情况，提出固定的设计参数，在频率权值的保障下调整依据准则，小臂与末端臂参数质量直接的反映硅片传输机器人的变量。手臂厚度变量对结构尺寸产生约束，根据末端发生的静偏移竖直方向将会发生变化，侧壁厚度影响相对较小。末端静偏移会随着厚度的变化逐渐的减小，但是当厚度增加到一定程度的时候，就不会出现末端静偏移。
参考文献
[1]刘延杰，吴明月，王刚，等.硅片传输机器人手臂结构优化设计方法[J].机械工程学报，2014，5：28.
[2]王铁军.硅片传输机器人的动力学特性与结构优化研究[D].大连理工大学，2012，11：1.
关键词：机械结构；优化设计；应用趋势
随着现代科学技术的发展，市场产品竞争也越来越激烈，产品品种的换代速度加快，产品的复杂性在不断增加。所以产品生产正在以小批量、多品种的生产方式取代过去的单一品种大批量生产方式[1]。而这种生产方式，肯定会缩短产品的生产周期，产品的成本也会降低，产品提高市场的占有率和竞争力也会提高。所以在机械结构设计中采用优化设计是满足市场竞争的需要。
1 机械结构优化设计方法
目前，机械结构优化设计的应用已经应用到各个领域，很多的机械产品在设计中都会采用优化设计，才用优化设计能解决结构重量扩展到降低应力水平，还还能改进结构性能以及提高产品安全寿命等问题。
对机械结构的尺寸优化设计的应用方法有：用遗传算法对空间杆桁架的杆截面进行尺寸优化，从而得到空间桁架较好的结构。对一些结构的形状优化设计方法有：用数值解法计算机械产品的形状优化，并采用数学规划的方法进行形状优化设计。下面介绍下在振动机械优化设计中的对比分析 ：
筋板在连接结构的内壁，能提高其抗弯和抗扭刚度；对开式截面的结构，作用很明显；而对闭式结构作用影响不大。筋板作为壁板加强时，刚度作用增强，能抵抗局部变形。
无论采用何种优化方法，在迭代过程中求解目标函数和约束函数的值是必不可少的，在一些方法中，需要求解目标函数和约束函数的1阶甚至2阶偏导数。这些约束函数往往是结构的性能要求，如结构的应力、位移、频率、稳定性、可靠性等，这些性能经常是设计变量的高阶非线性函数。如果采用经典的力学公式能获得满足工程要求的结果，则在优化过程中，不断调用这些公式计算当前函数值或导数值，就可以完成优化迭代。在这样的方法中，由于函数最终表达为显式，因而计算所化的时间和存储量以当前的计算机技术看来是不难做到的。但是，对于复杂的机械结构来说，采用力学公式求解往往就不能胜任了。在有限元等数值方法快速发展的今天，自然被用在机械结构优化的分析中。由于这些数值方法应用广泛，可以求解结构的各类问题，包括静力、动力、弹塑性、热传导等，因此，随着计算机的软件和硬件技术快速发展，在过去经常被视作瓶颈的计算速度和存储量，对于一般的机械结构优化已经不是太大的问题时，机械结构优化中越来越多地采用数学规划+数值计算的模式。这种模式最大的优点是适应性好，使用方便，适合各类机械结构优化问题，包括大型杆系结构、三维连续体和板壳结构以及各种载荷和约束条件下的优化设计。但是，随着优化迭代次数的增加，重分析次数也大幅度上升，尤其对于大规模的结构问题，特别是涉及动力、可靠性问题，如果单次有限元分析的时间就很长，再加上求偏导数时的重分析时间将可能使求解变得过于耗时，以致不可行。
2 机械结构优化的应用趋势
结构优化设计随着最优化方法的不断发展和改善， 已逐渐得以发展。近些年来， 在结构优化结构算法的方面，结构优化设计偏向于采用接近实际的复杂结构模型来模拟一些大型结构系统， 由于设计的变量数目比较大，所以研究新的准则优化方法非常受到重视，但是如何去针对一些特殊的结构才设计相应的公式，解决在数值计算与推导实现的相关问题，同时还可以使用一些机械系统的分解与优化方法， 在机械结构优化中，可以按优化多级分解或进行子结构分解，对于一些多学科的较为复杂的系统可以采用学科分解优化的方法。分解的算法关键在于如何去建立各个子问题之间的耦合关系，比如可以通过采用线性分解和使用最优解对参数的灵敏度等方法来建立起耦合关系，让一些子问题的解相容，从而确保迭代收敛，但是问题是怎样保证一定能求解。并采用计算技术应用到结构优化设计中去。像人工神经网络， 遗传算法等方法， 在最近十余年来被机械结构优化设计的发展很快。它们对连续混合与离散变量的全局优化， 这对发展结构近似重分析的专家系统有重要的作用。现在的问题就是该如何去提高优化精度、质量、加快收敛， 增加方法的通用性[2]。形状优化、拓扑优化和材料优化的集成在机械结构优化中具有非常重要的价值，是并行结构优化的重要组成部分，也是以后的研究重点。
拓扑优化在结构优化中是重要的参考依据， 让复杂部件和结构在概念设计阶段即可理性地、灵活地优选方案，并有可能解决一些大型实际结构优化设计。拓扑优化在研究中所提出的均匀化等方法，可以将形状优化、布局优化和材料选择集成一体，为机械设计结构、工艺和材料提供科学的手段。但是如果要处理一些庞大的优化模型和有限元的计算量非常大，应力需要约束处理、对“多孔状”材料分布圆整化，单元消失有可能会引起计算模型病态等问题。
机械结构优化技术在工程机械设计中的具有非常重要的实用价值，如要解决优化设计中有限元模型的庞大性问题、多学科设计与解决结构优化问题交叉问题。对于机械设备、结构和机构的健壮性与可靠性是机械设计时非常关心的问题， 综合考虑健壮性、可靠性及成本的全性能优化设计方法、理论及其应用，则会给出更加接近实际的结果，应当应予重视[3]。在研究这类问题中，对包括随机性和模糊性的不确定因素也应当应予注意。为增强优化设计尽可能的为工程实际所服务， 进一步开展设计的实用性。所以开发和完善通用性的结构化设计软件已经变得十分迫切。
从近几年来国家自然科学基金所资助的项目来看，单就机械学科相关的优化设计的项目就有将近20项，其中包括广义优化设计，模糊优化，全性能优化设计，分解优化设计，可靠性优化，人机一体化设计与光机电一体化，有机械传动系统性能优化也有基于人工神经网络的复杂结构优化研究，复杂机电耦合设计理论与方法与系统解耦研究以及机电产品的绿色设计方法与理论等，在今年还提出的轧制件模具的现代设计方法， 面向产品的创新的概念设计等课题， 这些方面的研究充分反映出我国已经非常重视机械设计的研究工作和机械机构优化设计的发展方向[4]。
参考文献
[1] 张红友.优化结构设计减少建筑投资成本[J].陕西建筑，2008（11）.
[2] 秦东晨，陈江义等.机械结构优化设计的综述与展望[J].工程论坛，2005，（9）：
【关键词】结构设计；优化；技术
建筑结构设计是指在满足约束条件及按预定目标下，对工程结构的设计求出最优化方案的设计方法，就是把各种技术工学的成果汇集并统一在一个建筑物上的表现。可以说，“结构设计”是结构方案的方法，是把结构应有的状态原原本本地表现在建筑上，实现结构所创作出的美丽的空间调和、跃动感、紧张感，以及出色的居住性能。在这个结构的优化过程中，高速发展起来的各种各样的技术工学被应用、被统一，建筑的安全性、耐久性、经济性的结构设计在优化过程中得到充分考虑。
一、建筑结构优化设计的原则
建筑结构设计不仅仅包括建筑的结构本身，而且包括建筑的经济效益、居住的舒适度及建筑空间的使用率等等。所以建筑结构设计需要严格按照一定的基本原则。
（1）使不规则建筑平面布置产生规则结构效应的原则。在建筑结构优化设计的过程中，需要根据不同功能的需求，通过对调节墙柱的布局和墙肢长短，使建筑结构达到经济结构和安全使用的目标。
（2）提高建筑居住舒适度的原则。建筑居住的舒适度是建筑结构优化设计的出发点和落脚点。为提高建筑居住舒适度应该从建筑结构、装饰装修、电气安装等各方面进行整体优化设计。
（3）保证建筑结构整体安全度的原则。建筑结构的安全性主要体现在建筑的抗震设计，其标准已在我国的《建筑抗震设计规范》被提出。因此需要保证结构设计涉及到的每个部件承载能力的可靠性，最终到达建筑结构安全经济耐久的目标。
（4）针对不同构件采用不同安全系数的结构优化设计的原则。如果为了确保建筑的整体安全性而不分构件的实际承载能力，对所有构件均给予相同的安全系数，这样反而会导致结构设计的不合理。可以根据建筑不同部位的承载能力设计其需要的安全系数，达到整体优化的目标。
（5）降低建筑结构造价的原则。在保证建筑结构整体性能达到指标的前提下，尽量考虑建筑的经济性。
二、建筑结构优化设计的技术方法
结构优化设计的本质以力学理论和数学规划理论为理论基础，以计算机技术为工具，对建筑结构涉及到的各个变量进行寻找优化决策的先进的设计方法，其本质就是求极值问题。
（1）优化数学模型。建立正确合理的优化数学模型是结构优化设计的关键步骤，基于正确的优化数学模型是得到正确优化结果的基础。例如，在优化模型中，数学模型中的等式约束个数应当小于设计变量的个数，这样才能求得最优解。
（2）优化数学算法和优化迭代控制。对于建立的优化数学模型，虽然可用的优化算法有多种，但是采用不同的优化算法所得到的优化效果和所花费的求解时间会有差别。所以，快速、有效的数学优化算法也是结构优化设计的一项关键技术。
（3）结构分析方法。绝大多数的结构优化设计问题难以采用解析法求解，而是采用数值法的方法。数值解的寻优实际上是一个优化迭代过程，而每次优化迭代都需要进行结构分析。
实现以上提到的关键技术需要经过建立可靠的优化模型，然后采用适当的优化算法进行求解。这其中选择计算简便且正确率高的优化算法显得尤为重要。以下介绍几种常用的优化算法。通过结构优化准则计算得到的最优结构必须满足位移、应力、临界力等约束的优化准则。
2.1多目标问题的优化方法
在许多实际建筑工程结构设计问题中，对于大量的设计方案要评价其优劣，往往要同时考虑多个目标，即期望同时有多项设计指标都达到最优值。这就需要运用多目标函数的优化。其中包括主要目标法、统一目标法、分层序列法及宽容分层序列法等。
2.2满应力准则法
满应力准则法是以满应力为准则，本算法为了使结构的材料得到充分的利用，充分考虑各构件在最少一种工况及最不利应力的情况下达到材料的容许应力的大小，因此发挥各构件的最大使用限度。满应力准则法包括应力比法、齿行法及能量准则法三种方法，其中，应力比法是最基本最简单的迭代方法。齿行法是对应力比法的一种改进，主要体现在迭代的方法的优化，在迭代过程中使每次的迭代点控制在主约束曲面上。通过合理的调整迭代点，使优化目标不断接近。能量准则法是以应变能作为准则，以尽量减少结构使用材料为目的。
2.3有限元准则法
结构的有限元优化分析主要运用数学方法、力学原理及计算机程序设计等多方面结合形成的优化分析方法。有限单元方法的主要用途之一就是计算力学问题。它是将数学物理力学中的连续问题离散化的一种近似计算方法。结构的有限元分析方法具有很好的通用性，它可以应用到各种结构分析的模型上。
目前在结构优化设计中，使用最多的结构分析方法是有限元法，因此，除了要求结构分析方法的求解效率高外，能够满足优化设计需要的网格自动剖分技术也是结构优化设计的关键技术之一。
2.4智能优化准则法
智能优化准则法主要体现在随着算法发展越来越智能化，智能运算在结构优化设计中应用也越来越广泛。其中，遗传算法和模拟退算法在建筑结构优化设计中得到广泛应用。遗传算法的特点在于不依赖于具体问题，运用达尔文的进化论的基本原理，处理工程中的离散变量优化问题。模拟退火算法在随机搜索上不仅引入了适当的随机因素，而且可以考虑影响目标函数值的优劣因素。
三、建筑结构优化设计的发展
随着计算机技术、智能技术的日益发展，结构优化理论应用在建筑结构设计工程方面应用越来越广泛，其发展主要体现在以下几个方面：
（1）建筑结构优化设计向自动化方向发展。随着计算机辅助设计CAD技术的发展，建筑结构优化设计的自动化程度越来越高。同时CAD的图形功能可以更直观、快速、自动地表达优化设计的结果，因而形成高集成化程度的自动化结构设计系统。
（2）建筑结构优化设计向智能化方向发展。智能优化是指将计算智能引入结构优化设计的过程中，求得一种具有自组织、自适应、自学习等功能的优化算法。这种算法更适合于解决建筑结构优化设计中经验性问题和非公式化问题。这种优化算法有利于具有智能辅助决策功能的专家系统的建设。
（3）建筑结构优化设计向系统化方向发展。系统优化是指将建筑结构设计与经济效益、社会效益及施工涉及到的问题等各个方面综合起来作为一个大的系统进行优化。系统的优化需要对建筑的总体布局、结构选型、工程实施规划及施工管理等各个阶段进行优化而到达最优效果。
参考文献
[1]江欢成.优化设计的探索和实践[J].建筑结构,2006,36(6):1-24.
[2]孙国正.优化设计及应用[M].北京:人民交通出版社,2004.
一、引言
一般我们所说的资本运营，主要是指对集团公司所拥有的一切有形与无形的存量资产，通过流动、裂变、组合、优化配置等各种方式进行有效运营，以最大限度的实现增值。而企业的产权结构则是指不同类型的产权主体之间以及同一类型产权内部的相互关系或者称相互连接、耦合的格局。从基本内涵上来看，资本运营和产权结构优化是企业扩大利益空间和实现更大发展的两个重要途径，二者之间具有相互促进、相辅相成的协调统一关系。一方面，企业通过良好的资本运行方式和手段，可以有效地实现以较少的投入来尽可能多地增加企业的可控资产，尤其是着重完善和优化企业的资本规模，通过资本集中和资本分散这两种基本运作方式，进一步调动那些原本不活跃的资本类型，强化企业资本的总体运营效率，并最终扩大企业的利益空间。另一方面，企业通过不断优化自身的产权结构，包括企业管理结构设置、企业经营发展目标和企业运行法规机制等多个方面的不同途径，来为企业在当前和未来一段时间内的发展营造和维护良好的内部环境，有效地规避各种各样的投资风险，切实保障企业在当前日益激烈的市场竞争环境中时刻保持充分的市场占有率和行业影响力，促进企业战略发展目标的顺利实现。在当前我国社会主义市场经济体制不断调整和完善的大背景下，资本运营对于企业发展的经济效用价值进一步凸显出来，而产权结构优化也成为了摆在企业面前的一个必须要面对和完善的基本问题。为此，我国企业必须要从根本上强化自身的资本运营与产权结构优化研究，为企业发展与进步创造更大的发展空间和更好的发展环境。
二、当前我国企业在资本运营与产权结构优化方面存在的主要问题
（一）对企业资本运营与产权结构优化重视程度不够
当前我国很多企业对于资本运营与产权结构优化工作缺乏科学的认识，由此导致了思想上的不够重视，这也成为了当前影响和制约我国企业资本运营与产权结构优化工作质量的瓶颈之一。首先是企业管理者没有正确地看待和认识资本运营与产权结构优化工作，没有将加强资本运营与产权结构优化与推动企业发展紧密结合起来，思想观念上还停留在计划经济时代，使得资本运营与产权结构优化工作在企业发展过程中逐渐被边缘化。其次是企业员工对于资本运营与产权结构优化工作的参与积极性不高，缺乏主动作为的意识，抱着一种事不关己的漠视态度，认为企业资本运营与产权结构优化工作只是管理阶层和会计人员的本职工作，与自己没有任何关系，自己没有义务也没有能力去参与实际的资本运营与产权结构优化工作，这些都极大地影响了资本运营与产权结构优化工作各项措施的具体落实，也严重地影响了企业资本运营与产权结构优化工作的内部环境。
（二）企业资本运营与产权结构优化机制不够完善
由于我国社会主义市场经济体制不断完善和调整的经济体制环境原因，在加上企业自身在发展过程中的一些局限性，使得当前我国很多企业在资本运营与产权结构调整方面还存在着诸多不合理因素，集中表现为资本运营与产权结构优化在机制方面的不完善，极大地影响和制约了企业资本运营与产权结构优化工作的整体质量。从实际情况来看，主要表现为以下两个方面：首先是企业资本运营风险因素多、产权结构较为单一。在现行的经济体制下，企业在实践资本运营过程中，需要面临包括财务风险在内的诸多企业运营风险，这些风险因素一方面降低了企业资本运营信息的对称合理性，同时也在一定程度上限制了企业资本运营方式和手段；同时受传统经济理念的影响，一些企业过于强调企业发展过程中的公有制体制，致使多元化的产权运作结构很难有效地建立起来。其次是企业资本运营与产权结构优化作用范围有限。有些企业在资本运营过程中没有体现出全面性和全局性，存在很多不到位的地方，不仅影响了企业资本和产权结构的流转范围与空间，也极大地制约了企业发展对于市场经济调整趋势的适应性。
（三）企业资本运营与产权结构优化专业人才缺乏
资本运营与产权结构优化专业人才队伍缺乏是当前我国很多企业都存在的问题，这主要是由于企业在发展过程中，长期不重视资本运营与产权结构优化工作，造成了人才匮乏的局面。首先是企业没有积极引进专业化的资本运营与产权结构优化人才，现在很多企业的资本运营与产权结构优化岗位人员都缺乏专业化的理论知识和实践技能作支撑，对于很对先进的管理理论和实施方法都不够了解，使得企业所制定的资本运营与产权结构优化工作制度得不到很好的落实。其次是企业对于资本运营与产权结构优化从业人员的再教育和再培训工作做得不够到位，没有结合市场经济和社会发展的变化，及时组织相关岗位人员学习最新的理论方法，更新思想理念，使得从业人员始终以一种传统的思维模式来考虑问题，没有在实际工作中及时贯彻和体现企业最新的管理要求和发展目标。
三、进一步做好企业资本运营与产权结构优化工作的几点措施
（一）更新思想观念，提高重视程度
在当前的社会经济环境下，资本运营与产权结构优化工作已经成为了影响企业管理质量和运行水平的关键因素。为此，企业必须高度重视资本运营与产权结构优化工作，从企业的运行机制和管理要求出发，切实摒弃传统的、陈旧的经济发展思想和管理工作理念，从长远、全局的战略发展眼光来看待资本运营与产权结构优化问题，积极建立和健全资本运营与产权结构优化工作制度，使其成为推动企业又好又快发展的重要力量。对于企业管理者来说，要积极地学习先进的资本运营与产权结构优化工作理论，在制定企业战略发展规划时，充分考虑资本运营与产权结构优化工作的重要性，结合企业发展实际，制定相应的落实措施，着力提高资本运营与产权结构优化工作本身的科学性，努力在企业内部营造一种良好的资本运营与产权结构优化工作环境。对于企业员工来说，要积极参与到资本运营与产权结构优化工作中来，提高工作的主动性和创新性，严格落实各项资本运营与产权结构优化工作制度和管理措施，从根本上确保企业资本运营与产权结构优化工作的质量与水平，并最终推动企业战略发展目标的顺利实现。
（二）强化制度基础，提高运行质量
着力强化运行机制和制度基础是当前我国企业提升资本运营与产权结构优化水平的当务之急。在这个问题上，首先是要积极地完善企业的资本运行方式，努力建立多元化的产权结构。在实践过程中，企业要适时结合市场经济的发展环境和自身运行的实际情况，积极建立和健全企业资本运营计划和方案，从制度源头上对于企业资本运营的方式方法、配置方案和风险规避等方面做出明确的规定与说明，要深入贯彻和利用合并、兼并、重组等方式来丰富企业的资本运营方式。要结合时展的特点，探索与实践不同的产权结构，不断对企业现行的产权结构进行调整与优化，比如让企业的管理人员和高技术人才持有一定的企业股份，提高相关人员的工作积极性和主动性。其次是要强化企业资本运行与产权结构优化之间的协调与统一，企业产权结构优化必然要涉及到企业产权结构运行调整，而企业产权结构调整又是企业资本运行的一个重要组成部分。一方面，企业的产权结构优化要充分体现企业的资本运营现状和目标，要随着企业战略发展目标的变化而变化；另一方面，企业的资本运营要以企业的产权结构为基础，力争使企业产权结构效益在短时间内得到较大限度的发挥。
关键词：结构优化、优化方法
Abstract: To meet the increasingly strong economy of the building structure under the premise of security.Thus related to the optimization of design and technology as the means of an operational and decision-making tool, showing its extraordinary importance. This article focuses on the optimal design of three-stage process with several methods.
Keywords: structural optimization, the optimization method.
中图分类号：G267文献标识码：A 文章编号：
结构设计就是保证在正常功能的前提下，选择适当的结构形式，设计合理的结构尺寸。传统设计时工程师根据自己的理论知识和工程设计经验经过不断地选择、试算、分析校核，直至达到设计要求为止。而优化设计则是在既定的条件下，在某种理论保证下，在众多的可行方案中寻找一种最佳方案的一种设计思想。
一、 优化的定义、层次
优化设计时根据既定的结构类型和形式、工况、材料和规范所规定的各种约束条件（例如强度、刚度、稳定、频率、尺寸以至结构构件许用的离散集等等），提出优化的数学模型（目标函数、约束条件和设计变量），其模式是根据优化设计的理论和方法求解优化模型，最后达到材料的合理分配，使结构设计满足经济与安全性的需要。概括结构优化的步骤为：建立数学模型，把一个工程结构的工程问题变成一个数学问题；选择一个合理有效的优化计算方法；编制通过计算机程序。
由于研究对象、目标函数、约束条件、变量和寻优策略的不同而派生出来的优化方法。由优化制定的目标深浅又将结构优化分为截面尺寸优化、形状优化、拓扑优化、布局优化和结构选型优化，以上是各层次按顺序难度依次增加。
优化设计是一种“综合”，它要综合各方面的因素、要求、约束，以产生一个尽可能理想和满意的设计方案，显然其复杂和困难程度要比单纯的分析大的多，计算工作有量级别上的差别，需要有高速，大容量的计算机和完善的软件支持，才能取得成效。
二、 寻优算法
寻优算法是优化问题中研究最为活跃的领域，学者们应用各种各样的理论，创造出各种各样的方法大致概括为以下几种：1、数学规划法；2、最优准则法；3、仿生学法；4、经典优化法。
经典优化法仅限于经典微分法和变分法，受局限很大，适用范围很小，作为一项技术已远不能适用发展需要。
数学规划法：从结构力学基本原理出发，将结构优化问题抽象成数学规划形式来求解，数学规划法有严格的理论基础，在一定条件下能收敛到最优解，但它要求问题显示表示，大多数还要求设计变量是连续变量，目标与约数函数连续且形态良好。对于大型结构的优化问题，收敛性并不好且迭代次数过多，使结构重分析的工作量大，从而效率不高。
最优准则法：从工程观点出发，提出结构达到设计时满足的某些准则，如满应力准证、能量准则等，然后用迭代方法求出满足这些准则的解。
仿生学方法：从自然界的结构、组织、发展、进化（尤其生物进化）观点进行研究，寻找其规律，用逻辑和数学的方法进行模拟，以搜寻最优解的方法。
如何从实际问题中提取去合适的模型，这是工程设计者的任务。由于实际问题的多样性，且各具特色，还缺乏具体的系统方法与规则，移机简化的尺度。因此只有加深对优化原理与方法的理解，通过实践逐步积累经验，擦能掌握有关辨识、模型抽象、选择合适算法与求解的技能，当然这需要发展的时间。
三、 结构优化设计的三个阶段
结构优化设计的第一阶段是以截面尺寸优化起步，即以截面尺寸作为设计变量，在有限元方法作为结构分析手段时采用常规单元（例如杆件截面积、梁元截面尺寸、膜或板以壳单元的厚度等等）的几何变量作为参数，以降低结构重量，充分发挥材料的机械性能作为优化设计目标，在结构强度、刚度等约束下寻优过程中，设计变量与刚度矩阵一般为线性关系，因此在结构分析与优化算法的连接中，由于设计参数均是以有限元中诸如杆单元或梁单元截面尺寸、板壳单元厚度等为变量，最优解的搜寻过程并不改变结构的有限网格模型，所以，其研究和应用已经比较成熟。但是，由于结构分析与优化的一体化软件系统较少，用户在以现有的结构分析软件为背景作优化设计时，还有一些问题新需要解决：1、减少结构重分析次数，提高优化设计频率；2、结构动态性的优化求解，即以结构的尺寸参数实施结构动态性能诸如振型、频率、结点或结线等等的控制。
结构优化的第二阶段是进行几何形状优化。八十年代后期，结构边界形状优化设计引起了人们的关注，它主要研究如何确定连续体结构的边界形状或内部结构，诸如杆系结构的节点位置优化，连续体结构应力或温度场分布优化等等。
结构优化的第三阶段是进行拓扑结构优化。拓扑结构是通过一定的算法使得设计结构在满足结束的前提下派生出一个或一组结构，之所以称其为拓扑结构是因为派生结构可能在几何形式、单元形式等方面突破了初始结构布局。
下图表示结构优化设计流程。用实线表示的流程是计算机可自动执行的。对于给定结构的几何、拓扑和材料的情况，只有结构截面可变的优化问题，优化设计已基本成熟。
四、 概念设计
结构设计过程中，所谓的概念设计，是指设计人员在从结构选型、布置、分析计算，截面设计到细部处理的整个设计过程中，对所遇到的问题依据建筑结构在各种情况下工作的一般规律（主要是建筑、结构专业的基础理论），结合实践经验，综合考虑各方面因素，确定合理的分析、处理方法，力求得到最为经济、合理的结构设计方案。
简单谈谈关于截面设计的概念设计：
截面设计过程中，表面上看只是按照截面的控制内力对构件进行正截面、斜截面等相关计算，而后配筋就行了，事实上概念设计也无处不在。当然，其中不乏已被设计规范录为条款而明文规定，如框架结构中强柱弱梁、强剪弱弯、强节点、强锚固等重要抗震设防思想。这些在规范中都具体给出了保证其满足的验算公式，设计中定要无条件地遵守。但是实际设计过程疏忽遗漏的现象屡见不鲜。在高度电算化的今天，使用T A T软件进行内力分析、计算出配筋并画出平面图后，设计人员一般还会凭经验对配筋做出适当调整。如感觉框架梁、柱配筋偏小，于是凭经验将梁柱钢筋用量或直径调大。但是调整往往是直接在图上进行的，而且调整之后并没有再做一些必要的验算，这时不满足强柱弱梁这一重要抗震设计原则的情况可能就出现了。
计算出钢筋用量后，相同的钢筋用量还有多种不用的配筋方式，因此又到了设计人员发挥主观能动性进行分析判断的时候。不同构件、同一构件的不用部位所采用钢筋的粗细、类型都是有讲究的，配筋时要注意区别对待。所选钢筋要综合考虑构件在强度、裂缝宽度等方面的要求，甚至要兼顾施工上的方便和可操作性。因此，基本概念又一次起到了重要的作用。
五、 结语
作为设计概念的一种革命，优化设计是用系统的、目的定向和良好标准的设计过程来取代传统的试验纠错方式。优化设计通过对问题的识别、定义、模型化、寻优求解和对解的评价等形成了一种概念框架和程式。目前已有巨大的效益或凭经验、直觉无法获得合适的设计方案的问题，如航空航天、核工业、近海工程、水利土木、机械等方面得到广泛应用。优化设计与技术亦是一种运作手段和决策工具可应用于各种不同领域上。随着全球资源日益短缺，环境污染日趋严重，以及对生活质量要求的提高，人们在社会经济活动、工程建设、企业生产等方面，既要求安全可靠、效益显著，又要求降低能源材料等消耗和保护环境，优化设计与技术成为人们改进工作、提高效率的必不可少的手段，必将会得到更多关注与广泛的应用。
参考文献：结构优化，李昊 胡云昌 曹宏铎，天津城市建设学院学报，2002年第8卷
板筋结构优化方法，杨鼎宁 邹经湘，哈尔滨商业大学学报，2003年第19卷
工程结构优化设计的策略，汤文成 易红，工程设计CAD及自动化，1997年第3期
结构优化设计在工程实践中的研究和应用，张晓滨 赵滨辉，黑龙江水利科技，1998年第3期
结构优化设计的现状与展望，汪树玉 刘国华 包志仁，基建优化，1999年第20卷
结构优化设计的现状与展望，董桂西 王藏柱，电力情报，2000年1期
不需要计算机的建筑结构优化—概念设计，李育楷 王全凤，工业建筑，2001年第31卷
【关键词】结构设计；建筑结构；优化技术；应用
在建筑结构设计的过程中，在基本满足建筑师设计意图的基础上，平面布置应尽量规则，对称，尽量缩小质量中心和刚度中心的差异；使建筑物在水平荷载作用下不致产生太大的扭转效应。竖向布置上，在满足功能要求的前提下，尽量使竖向承重构件上下贯通；能不使用转换层的就应避免使用，以减小结构分析和设计上的困难，另外也不经济，还容易造成应力集中；竖向刚度最好不要突变，而要渐变，否则突变处在水平荷载作用下会出现严重的应力集中现象，这对结构抵抗水平动力荷载是十分不利的。
一、结构优化设计的模型和方案
房屋工程分部结构优化设计包括：基础结构方案的优化设计、屋盖系统方案的优化设计、围护结构方案的优化设计和结构细部设计的优化设计。对以上几个方面的优化设计还包括选型、布置、受力分析、造价分析等内容，在实施过程中，还应该按照一切从实际出发的原则，结合具体工程的实际情况，围绕房屋建筑的综合经济效益的目标进行结构优化设计。进行结构设计时，应在满足设计意图后，尽量使平面布置规则，缩小刚度和质量中心的差异，这样水平荷载就不会使建筑物有太大的扭转作用。竖直方向上应避开使用转换层，减少应力集中现象。
1.结构优化设计模型
结构设计优化就是在各种影响变量中选择主要参数，并建立函数模型，运用科学合理的方法得出最优解。结构总体的优化建立模型的大致步骤是：设计变量的合理选择。通常的设计变量选择对设计要求影响较大的参数，将所涉及的参数按照各自的重要性区分，将对变化影响不大的参数定为预定参数，通过这种方法可减少很多计算编程的工作量。目标函数的确定。使用函数找出满足既定条件的最优解。最后，约束条件的确定。房屋结构可靠度优化设计的约束条件，包括了应力约束、裂缝宽度约束、结构强度约束、尺寸约束、从正常时的极限状态下弹性约束到终极状态的弹塑性约束、从可靠指标约束到确定性约束条件等。设计中，要保证各约束条件必须符合现行规范的要求。
2.结构优化设计方案
结构设计优化设计多个变量、多个约束条件，属于一个非线性的优化问题，设定计算方案时，常将有约束条件转变为无约束条件来计算。常用的方法有拉氏乘子法、符合型法等。完成计算方案的设定后只需编制相应适用的运算程序即可得到我们的最终优化结果。
二、结构设计优化技术在应用中的几个问题
结构设计优化方法应用于实践之中，是目前一个比较广泛的课题，利用结构优化的方法在不改变适用性能的前提下达到降低工程造价的目的。结构设计优化设计应用于项目的整体设计、前期设计，旧房改造，抗震设计等设计的各分部环节，发挥着巨大的效益。在按照结构设计优化的方法及模型进行实践的过程中，要注意下面的几个问题。
1.前期参与
因为前期方案的确定直接影响建筑的总投资，而现在存在的普遍问题就是前期方案阶段结构设计并不进行参与，建筑师进行建筑设计时大多并不考虑结构的合理性以及它的可行性，但是建筑设计的结果却直接对结构设计造成影响，某些方案可能会增加结构设计的难度，并使得建筑的总投资提高。如果在方案的初期，结构优化设计就能参与进来，那么我们就能针对不同的建筑类别，选择合理的结构形式，合理的设计方案，获得一个良好的开端。
2.细部结构设计优化
概念设计应用于没有具体数值量化的情况，设计过程中需要设计人员灵活的运用结构设计优化的方法，达到最佳的效果。与宏观把握相对应的，设计的过程同时要注意对于细部的结构设计优化，比如现浇板中的异形板拐角处易出现裂缝，可划分为矩形板。注意钢筋的选择，I级钢和冷轧带肋钢市场价格差不多，但是他们的极限抗拉力却相差很大，所以在塑性满足要求的情况下，现浇板的受力钢筋就可选择冷轧带肋钢筋。在做里面设计的时候，外立面上的悬挑板及配筋，满足基本的规范要求即可，达到既安全又经济的目的。
3.地基基础结构设计
地基基础的结构设计优化首先要选择合适的方案，如果为桩基础，那么要根据现场地质条件选择桩基类型，尽量节省造价。桩端持力层对灌注桩桩长的选择影响很大，应多进行比较以确定最合适的方案。
三、结构设计优化的的功用
1.降低总造价
进行结构优化设计中，多层住宅和高层住宅相比较，层数越多，总建筑面积增大，单位建筑面积占用的土地面积就越小，节约了用地成本，但建筑层数的增多，建筑总高度也会加大，楼与楼之间的间距也要加大，这时占用的土地节约量就不与建筑层数增加比例相同了。对于基础部分而言，虽然也是各层共用的，但是层数增加，传给基础的荷载将会增大，我们需要增大基础，这样单位面积的造价有所降低，但是却没有屋盖的效果那样明显。
2.提高建筑结构经济性
建筑的层高增加，由于墙体面积和柱体积增加，结构的自重会增加，基础和柱的承载力相应增加，水卫和电气的管线会加长；相反降低层高，可节省材料，有利用抗震，同时建筑的总高度减小，两建筑之间的日照距离就会减小，间接的节约了用地。建筑面积相同，建筑使用不同的平面形状时，它的外墙周长也就会不同，这样当选择圆形或是越接近于方形时，外墙周长系数就越小，基础、外墙砌体、内外表面装修都随之减少，同时其受力性能也得到提高，增强了建筑的经济性能。
优化方法的技术性实现，可以最合理的利用材料性能，使建筑结构内部各单元得到最好的协调，不仅可以实现建筑美观、实用，而且在造价方面也有较大的节省，达到了建筑工程设计对适用、安全、经济、美观和便于施工的一般要求。通过使用优化设计手段，达到这5个方面的最佳结合，符合现今建筑商对于建筑结构的效益的需求，也符合市场可持续发展的需求。
结束语
建筑结构的造价在建筑工程中占有较大的比例，结构设计优化技术的应用可以产生可观的经济效益。建筑设计部门和设计人员应严格遵守“经济、适用、合理”的设计原则，精心设计，应用现代化科技手段，选择合理的建筑结构设计方案，实现降低建筑工程造价并取得最大经济效益的目的。
参考文献
[1]张炳华.土建结构优化设计[M].上海:同济大学出版社,2008:34-36.
[2]汪树玉.结构优化设计的现状与进展[J].基建优化,2007:12-13.
[3]王光远.工程结构与系统抗震优化设计的实用方法[M].北京:中国建筑工业出版社,2007：35-37.
【关键词】住宅项目；结构优化设计；基本方法；的困难；建议；实例分析
1 引言
由于建筑产品单一性的特点，特别是不同地质条件对基础造价的影响很大，致使开发商难于确定针对每项具体工程的经济合理的限额设计指标。在进行建筑方案设计时，开发商和设计人员一般只重点关注使用功能的合理性和建筑立面的美观，而对不同建筑平面布置、不同进深与开间尺寸、不同立面形式、层高与层数等对投资的影响，很少进行考虑。在结构设计时，由于结构设计人员经济意识不强，缺乏经济技术比较手段，结构设计时间紧等原因，在结构方案的选择及结构材料选用时，往往只凭经验进行确定，很难使结构设计达到经济合理。
作者通过对多家设计单位、多项工程的结构施工图进行优化分析，在满足同样建筑功能的前提下，通过结构优化设计后，一般可比常规设计降低土建工程造价5%～10%左右。特别是对于面广量大的多层住宅开发项目，进行结构优化设计具有很好的经济价值和现实意义。
2 结构优化设计的基本方法
结构优化设计是在保证建筑使用功能和建筑总体效果的前提下，通过选用合理的结构体系，优化结构布置，对结构受力进行详细计算分析，使整个结构体系既安全可靠，又经济合理。优化后的结构设计，既要满足现行结构设计规范的要求，又使结构各构件之间达到最合适的比例关系，以提高结构整体的抗震性能、抗风性能等功能。同时，优化后的结构设计必须方便施工，易于在工程实践中实施。结构优化设计一般可从下列五个方面进行。
2.1 结构优化分析方法
工程结构的优化分析包括两个层次:一是结构体系的优化，主要是确定结构形式、柱网尺寸和墙体布置等；二是对结构构件进行优化，在己确定结构体系的前提下，确定构件的截面尺寸和混凝土强度等级。
在传统设计中，结构体系的确定和构件截面尺寸是凭经验假定的，然后进行分析计算，校核是否满足规范要求，是一种被动的设计方法。优化设计也需要先进行假设，但假设目的不一样，所采用的分析方法也不同，优化设计需按一定的优化方法进行搜索，从而达到结构造价最优，是一种主动的设计方法。
2.2 荷载精细化计算
为取得良好的优化效果，在荷载取值上要进行精细化计算。在计算墙体荷载时，应考虑实际墙体高度、长度和开洞影响，墙体高度的取值应扣除钢筋混凝土梁板的高度，墙体长度的取值应扣除钢筋混凝土墙柱的长度，并应扣除洞口面积。消防车等荷载宜按等效荷载取值。楼面活荷载按实际使用功能合理取值，并按规范规定考虑楼面活荷载的折减。正确取用抗震防护烈度、场地类别，合理确定风荷载标准值和风载体型系数，必要时可根据风洞试验确定风载体型系数。根据不同荷载组合和不同计算内容选用荷载分项系数。在进行基础设计时，当上部结构传给基础的荷载为设计值时，应将设计值转换成标准值。
2.3 准确理解和使用规范
认真学习国家和当地有关设计规范，理解规范实质，并注意规范的适用范围和规范使用的配套性。如采用《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008),《建筑地基基础设计规范》( GB50007-2002)进行桩基设计，在计算桩数时，荷载效应采用标准组合，对应的抗力采用单桩承载力特征值;在确定承台高度及配筋，验算材料强度时，荷载效应取基本组合，采用相应的分项系数，对应的抗力计算采用材料强度设计值。设计人员必须概念清晰，避免混淆。
2.4 构件尺寸及配筋的合理设计
构件尺寸一般先按经验确定，然后进行强度验算。在优化设计时，应对不同构件布置方式和不同截面尺寸进行配筋计算，并作经济比较，以确定最优构件布置方式和截面尺寸。剪力墙如能合理布置，可使大部分剪力墙的配筋不是由内力控制而是构造配筋。抗震墙分加强部位和非加强部位，边缘构件分约束边缘构件和构造边缘构件，这两种边缘构件的配筋相差很大，应分别按不同的构造要求进行配筋。对于截面宽度较小的梁，配筋量较大时需放2～3排钢筋，可将梁宽适当放大，尽量布成单排，以增大梁的有效高度。跨度较大的悬臂梁，除角筋外可在跨中切断，既节省钢筋又方便施工。
2.5 合理的构造设计
按构造配置的钢筋，只需满足最小配筋率要求，不必提高其配筋。较大直径钢筋优先采用焊接或机械连接，钢筋搭接和锚固长度应按规范公式进行计算，不必加长。剪力墙结构中存在部分短肢剪力墙时，不应整体提高抗震等级，只需对短肢剪力墙的抗震等级提高一级。
2.6 选用高性价比材料
要降低钢筋混凝土结构的用钢量，应尽可能采用性价比高的高强度钢筋。HRB400的强度设计值比HRB335高20%，HRB335比HPB235约高43%，而不同强度等级钢筋的价格相差一般不超5%。可见，性价比从高到低依次为:HRB400, HRB335, HPB235。对于配筋按强度控制的构件，直径≥12mm的钢筋应优先选用HRB400钢筋；直径
通过对受弯构件经济配筋率的计算分析可看出，当混凝土强度等级>C30时，采用HRB400比HPB235可降低20%用钢量;当混凝土强度等级=C30时，采用HRB400比HPB235可降低7.5%用钢量;当混凝土强度等级C30时，应优先采用HRB400钢筋，而当混凝土强度等级
3 推行结构优化设计存在的困难
3.1 对设计的经济性缺乏考核指标
由于设计工作的特殊性和建筑产品的单一性，不同的工程有各自的特点，难于确定每个工程项目的合理经济指标，所以针对不同项目的设计成果，对设计的经济合理性缺乏明确的量化考核指标。施工图审查单位在审图时，重点是审查设计单位的资质、建设手续、设计施工图是否满足强制性条文和设计规范的要求，强调结构的安全可靠性，而对设计是否经济合理不作审查。
3.2 开发商对优化设计的意识不强
开发商往往把投资控制的重点放在施工环节上，而对设计对投资影响的重要性认识不够，对设计环节控制重视不够。开发商很重视施工招标，在施工招标中，施工单位通过投标报价让利和其它优惠条件争取中标，从而使开发商的工程建造成本得到有效控制，但往往忽视了设计方案的优化会带来更大的经济效益。虽然目前已普遍实行设计招投标，但在设计招标评标时，往往过于看重设计方案的效果和设计费报价，而对设计方案的经济合理性、设计团队的设计能力、设计优化能力重视不够，同时，设计的经济合理性又很难进行界定，故难于在设计招标时对设计的经济合理性进行有效的评判，并作为选择设计单位的重要指标。
在方案设计阶段，为了获得满意的设计效果，开发商往往愿意花费较长的时间对设计方案进行反复修改，而设计方案一旦确定，对初步设计和施工图设计的时间往往抓得很紧。特别是结构设计，设计计算和绘图的工作量大，结构施工图又是最先用于施工的，出图时间很紧，结构设计人员往往要连续加班，才能满足业主的出图时间要求。在这种情况下，设计人员根本没时间进行多方案的经济技术比较。
3.3 设计单位对优化设计缺乏动力
由于目前尚缺乏公平的设计市场竞争机制，设计收费是按建筑面积或按造价的一定比例计取，几乎跟投资的节约和设计质量的优劣无关，不能做到优质优价，使优化设计失去动力。由于设计是否经济合理与设计人员的利益无关，导致方案设计时只重视立面效果，追求高标准，而不重视经济分析；施工图设计时不重视结构方案的经济比较，为保险起见或为了减少计算和绘图工作量，随意放大配筋，造成投资浪费。
由于进行优化设计要付出比常规设计多得多的人力和物力，设计单位即使花费了较多的人力和物力，优化了设计方案，通过多方案经济分析，为业主节约了投资，也不能得到应有的报酬。在设计单位内部管理上，设计人员的收入一般都是与项目的设计费挂钩的，在同一项目上投入的精力越多，设计人员的收入水平必将降低，从而严重挫伤了设计人员对优化设计的积极性。
4 对推进优化设计的建议
4.1 从政策上鼓励优化设计
为推进优化设计工作的进行，政府主管部门在制订设计费收费标准，对设计质量进行评估，进行优秀设计评选，制订施工图设计文件审查办法等工作时，应将设计的经济合理性作为重要考核指标之一。审图公司在进行施工图设计文件审查时，除审查设计单位的资质、建设手续、设计施工图满足强制性条文和设计规范的情况等内容外，应将设计的经济合理性作为审查内容之一。政府主管部门应加强对设计市场的管理力度，严格通过资质管理、人员注册、设计招标、图纸审查等环节来规范设计市场，提高设计质量。主管部门可通过总结推广标准设计、公布合理的技术经济考核指标，推进优化设计工作。
4.2 推行设计监理或设计咨询工作
提高设计质量，推进优化设计工作，仅靠政府主管部门的监控和审图公司的施工图审查还远远不够。优化设计的控制重点应在设计过程中。要加强设计过程控制，就必须推进设计监理或设计咨询工作。通过设计监理或设计咨询单位可打破设计质量靠设计单位自己控制的局面，实现通过第三方对设计过程和设计成果进行把控。
4.3 结构优化设计的开展形式
结构优化设计对专业业务能力的要求很高，仅靠开发商自身的力量难于完成，需委托具有丰富的结构设计经验，在结构优化设计方面具有良好业绩的专业人员进行。开展结构优化设计可采取下列三种形式:
4.3.1 从方案设计阶段开始，聘请具有丰富经验的专家作为结构优化设计顾问，在设计全过程提供结构优化的合理化建议，通过过程控制，使结构施工图设计达到经济合理。
4.3.2 在初步设计图纸完成后，进行结构方案优化和构件优化，提出详细的优化后的结构方案、设计参数取值以及各构件的截面尺寸和混凝土强度等级等，与设计院沟通并在施工图设计阶段实施。
4.3.3 在设计院设计施工图完成后，进行优化设计研究，提出详细的结构优化方案、设计参数取值以及各种构件的截面尺寸和混凝土强度等级等，与设计院沟通并修改结构施工图。
上述第一种形式操作较方便，不影响工期，不增加设计单位工作量，但优化效果难于评判;第二种形式不增加设计单位工作量，可对优化效果进行评判，但对工期有一定影响;第三种形式对优化经济效果可进行详细计算，但设计施工图返工工作量大，对工期影响较大。
5 结构优化实例分析
乐清市某小区工程总建筑面积5.7万平方米，包括多层住宅、低层联排住宅和地下车库等。该工程的结构优化是建立在施工图设计的基础上，以不影响建筑使用功能为前提，同时又要确保建筑物安全和抗震能力，也就是必须满足现行的国家以及地区的行业标准。结构优化的主要内容为对该工程进行结构方案优化及各类构件的优化:结构优化的目标函数为房屋结构造价，最大限度地以低成本建造高安全度的房屋。主要优化内容如下:
多层住宅原设计采用沉管灌注桩，柱下独立桩基承台，承台之间设置基础拉梁。由于该建筑柱的轴力不大，但桩的承载力较大，优化后桩型不变，采用梁下布桩方案，可以使得布桩更加灵活。由于大部分桩均布置在墙下，故承台梁的内力不大，配筋基本接近构造配筋。
上部结构原设计为剪力墙结构，优化时对异形柱框架一剪力墙结构体系和剪力墙结构体系两种结构体系进行了分析比较，异形柱框架一剪力墙结构体系更经济。因考虑到现场实际施工进度以及设计院图纸修改工作量的问题，为不影响现场施工进度，后决定优化后上部结构仍采用剪力墙结构体系，在原结构方案的基础上对剪力墙墙肢布置和尺寸进行了调整，且在不影响建筑使用的前提下，将个别短肢剪力墙改为钢筋混凝土矩形柱。
地下车库原设计为钢筋混凝土框架结构，底板采用钢筋混凝土无梁板结构，顶板采用钢筋混凝土梁板式结构。优化设计时，对平面布置不作调整，对地下车库底板厚度和配筋、墙板配筋、顶板次梁布置和配筋进行优化。并对地下室顶板消防车活荷载取值进行优化，按消防车的轮压进行等效均布荷载的计算。地下室顶板原设计为横向布置次梁，经过优化分析比较，优化后改为纵向布置次梁。原设计地下室底板厚度5OOmm，优化后底板的厚度调整为400mm。经上述优化，扣除优化设计费用后，实际可节省造价约345万元。取得了较好的经济效益。
6 结语
6.1 土建结构工程建造成本在整个工程成本构成中占很大的比重，通过结构设计优化降低工程建设成本具有较大的经济价值。
6.2 推进结构优化设计需要政府、开发商和设计单位统一认识，从政策和经济上给予支持。
6.3 结构优化设计的三种形式，可根据项目具体情况选择应用。
6.4 进行结构优化设计可有效降低多层住宅开发项目土建成本，提高经济效益。
参考文献
[l]张炳华，侯起.土建结构优化设计，上海:同济大学出版社，1998.
关键词：产业结构 优化效果 协调指数 同城化
问题的提出
地区产业结构不仅是全社会生产分工的产物，也是地域分工的产物。各个地区因自然条件、要素禀赋等差异产生了地域分工，使各产业在不同地区存在不同的分布情况。合理与协调的地区产业结构是地区经济增长的重要保证，也是缩小地区经济差距的重要条件。在当前优化产业结构，转变经济发展方式，缩小区域差距的大背景下，地区产业结构的优化程度必然成为影响地区经济差距与变动趋势的重要因素。而伴随西部大开发向纵深推进，作为西部两大区域性中心城市的重庆与成都，由于天然的历史渊源、地域特点以及发展的需求，成渝两地之间的经济交流与合作日益增多，成渝同城化特征日趋明显，并不断引起成渝两地产业结构调整优化，而两地产业结构调整优化的效果又将极大地影响成渝地区乃至西部地区经济协调可持续发展。
文献回顾
目前，在国内关于地区产业结构优化效果的实证研究中，主要是运用区位熵、产业专业化系数、相似系数、地区间投入产出模型等评价指标进行分析。刘晓红、李国平（2006）运用区位熵指标对我国区域产业结构进行了相关实证分析。关爱萍（2007）梳理了结构相似系数、结构差异指数等地区产业同构的测度方法。张建华、李博（2008）基于KLEMS生产率核算方法，建立了一套系统的产业结构测评体系，为评价产业结构优化升级提供技术支持。黄新飞、郑华懋（2010）以珠江三角洲地区9市为例，利用行业空间集中度和地区专业化水平指标，分析地区专业化发展与产业同构，发现珠三角地区城市间专业化水平提高，但东岸、西岸各城市间存在不同程度的产业同构性。李丽、陈迅（2009）运用我国投入产出模型对我国产业结构的跨期变化及变迁趋势进行实证分析，表明我国各产业关联程度差异有明显上升趋势，产业间相互影响效果差异增大。曹华、张茜（2010）从循环经济的角度，通过构建我国产业结构优化指标体系，对我国各地区产业结构优化效果进行分析。田钊平（2010）基于湖北省恩施州案例，结合产业结构比重、产业结构变动、产业结构转换等指标分析了中西部民族地区产业结构状况，并对此从支柱产业选择、发展新兴服务业、产业配套设施等方面提出优化产业结构对策。周元、刘建平（2011）运用偏离-份额分析指标对珠江三角洲九个城市的产业结构份额、竞争力份额及其贡献率进行分析，进而提出珠三角各地区产业结构优化调整方向。
以上学者利用不同技术方法对地区产业结构优化效果进行了实证研究，一个共同的特点是，运用某个或某几个产业结构分析指标来测度地区产业结构优化效果。而对于成渝两地产业结构优化效果而言，考虑到成渝同城化这一特征因素，单纯利用产业结构一般评价指标进行测度，未能反映二者的关系。基于此，本文利用协调指数这种新的测度方法，并将成渝同城化因素引入相关模型，评价成渝同城化过程中成渝两地产业结构优化效果。
模型构建与指标选择
产业结构优化主要包含产业结构高度化和合理化两个方面。一般而言，首先出现产业高度化，即在单个产业或行业内部通过技术等高级生产要素创新变革，改变该产业生产方式，进而通过产业关联作用影响其他产业，此时的高度化打破原有产业间的相对均衡状态，由此各个产业或行业发生结构调整，从而导致产业的合理化。经过一系列的调整，新的产业结构呈现，达到更高层次上的产业结构相对均衡状态，促进国民经济更好更快发展。可知，产业结构高度化重在高级生产要素创新的优化，产业结构合理化重在产业间协调的优化，且产业结构高度化所产生的优化效果也蕴含在产业结构合理化所产生的优化效果之中。由此，产业结构优化效果的测度可转化为产业结构合理化效果的测度。
根据产业结构合理化的分析，产业结构合理化的核心是产业间的协调问题。而产业结构变动与经济增长紧密相连，产业间的协调程度（产业间的相对比例关系）必将影响整个社会总产出。因而，排除其它影响产出的因素，即在总投入、三次产业产值及技术水平不变的情况下，只考察三次产业之间比例变动的总产出效应，从而反映产业结构合理化效果。因此，龚唯平、赵金朝（2010）基于产业结构优化理论、经济增长与生产函数理论，根据刘伟、李绍荣（2002）与宋锦剑（2000）关于产业结构对经济增长贡献模型的推导，构建协调指数来测度产业结构合理化效果，即产业结构优化效果。
（一）模型构建
1.基础模型。反映产业结构关系的生产函数：
Y=F(X1，X2，X3，A) （1）
其中Y表示总产出，Xi，i=1，2，3，表示第i产业产出量；A表示经济制度和技术进步。对上式求全微分可得：
（2）
上式两端同时除以Y，从而使相互独立的产业之间取得联系，即：
（3）
其中，表示第i产业的总产出弹性，用表示技术进步对总产出的贡献，（3）式改写为：
（4）
上式国民经济生产函数隐含产业间的相互联系，更具协调性的意义。β1：β2：β3可用以表示产业结构比例关系，同时也是三次产业对于经济增长的相对贡献水平。
2.调整后的模型。在以上推导的基础上，为了更好利用计量模型进行实证检验而引入调整后的经济增长模型：
【关键词】建筑结构、优化设计、要求、思路
中图分类号：TB482.2 文献标识码：A 文章编号：
随着时代的发展，建筑结构的优化设计已经成为人们生活品质的一种时尚追求，符合时代潮流，越来越受欢迎。一般来讲，建筑结构设计必须全方面考虑工程成本、后期维护、客户需求、环境保护等因素。以下简单介绍了建筑结合优化设计的要求和改进思路。
1.国内建筑结构优化设计的基本要求
1.1满足建筑结构优化设计的功能
从本质上讲，建筑结构的优化设计的目的是提供更加优质、舒适的生活条件给住户，满足住户更高的生活品质追求。在国家经济社会快速发展，人们生活水平大幅度提高的社会条件下，满足人们对建筑设计的美观、实用、舒适功能需求，是建筑结构优化设计的重要要求。
1.2提高建筑结构优化设计的经济效益
在确保建筑结构设计的质量安全的前提下，应充分考虑如何提高建筑结构优化设计的经济效益。通过有效控制工程成本，选择新型材料施工，合理估算工程所需物料，提高施工工艺和施工技术水平，减少建设资金的投入，避免人力、材料、物料大肆浪费现象的发生，响应国家建筑资源节约型社会的号召，真正提高建筑结构优化设计，同时在很到程度上更容易得到客户的认可，小投入得到大产出[1]。
1.3综合考虑建筑结构的各项安全要素
建筑结构的优化设计除应考虑结构的功能、经济效益外，还应该重点考虑建筑结构的安全性，否则，没有安全保障，其他都是空谈，不能长久。因此，在建筑结构的优化设计时，必须综合考虑影响建筑结构安全的各项要素，做好防范措施，确保建筑结构的质量安全过关。
1.4倡导建筑绿色设计，推广环保理念
随着节能、环保观念的普及，建筑结构的优化设计也应该适应时代潮流，倡导绿色设计，推广建筑设计的环保理念，为保护生态自然环境贡献一份力量。建筑结构优化设计的绿色环保主要体现在：一是选择节能、环保的建筑原材料，二是优化排水硬件设备，三是门窗材料的应选择新型的环保材料；四是循环利用各种施工废料，科学处理各类垃圾，防止其对环境造成“二次污染”[2]。
建筑结构的优化设计的新思路
2.1重视建筑结构优化设计方案的科学性和可行性
建筑结构优化设计的质量和最终设计效果在很大程度上受结构优化设计方案的影响，因此必须重视建筑结构优化设计方案的科学性和可行性，制定出优秀、可靠的建筑结构优化设计方案。在实际的编制方案时，设计人员应重要主要以下几点要求：一是认真选择合格、协调、一致的建筑构配件，确保全部的建筑零配件都能发挥最大效能，确保建筑结构的优化设计水准符合预期目标，减少投入资金，降低工程成本；二是树立全局的指导思想，充分考虑结构和各个配件的内在关系，提高其承载性能，发挥其优秀的延展性，确保其刚性最佳；三是在建筑结构的优化设计时，应注意对传力路径的设计进行简易化，提高建筑结构的安全性，避免传力环节的复杂造成的过多结构配件，增加工程造价、提高计算的误差概率、甚至引发安全故障等不好现象。四是充分考虑外力给结构造成扭转的影响，应明白通过简单的增加构件的方法来阻挡建筑结构发生扭转是不切实际的，这样只能造成更多原料的浪费，降低建筑工程的经济效益，还会给建筑结构埋下安全隐患。
2.2选择合适的方法进行建筑结构的优化设计
选择合适的方法进行建筑结构的优化设计是设计成功的重要保证，因此，设计人员应该根据客户需求、设计要求和设计的主要内容，用最快的速度把最佳的建筑结构样式确定下来，然后逐个对结构样本进行分析，充分考虑其成本投入，并把设计的界限和范围了解清楚。注意在施工图纸的绘制时，应该充分考虑结构估算结果的结合，充分考虑建筑结构计算的需求，充分考虑优化规范的要求，充分考虑施工流程和施工工艺的可操作性，并且要求图纸上的文字表达清晰、简要、完整。另外，注意在进行结构计算时，必须根据之前明确规定好的操作规程，密切结合建筑结构进行优化设计的实际条件来选择适合的计算策略[3]。
2.3设计人员应努力提高设计水平，提升综合业务素养
设计人员的设计水平和业务素养直接影响建筑结构的优化设计成果。因此设计人员应该从自身做起努力提高设计水平，提升业务综合素养。主要的措施有：一是设计人员必须努力学习美学、建筑学、艺术学、设计学等多学科知识，并在实践设计中将理论融会贯通，把力学和优化设计方法密切结合，设计出优秀的建筑结构优化方案，使得建筑结构设计优化成果更加符合人们美观而实用的需求。二是设计人员应该加强全局控制意识，充分考虑建筑住户的品味需求和客观功能需求，实事求是，多角度展开设计，防止出现顾此失彼情况，做到对建筑结构设计质量和设计水平有整体性的把握。三是设计人员必须增强自身的责任感，发挥团结合作精心，尽最大可能缩短周期，以降低建筑结构的资金投入，节约成本，提高经济效益。四是设计工程师必须精准把握施工工艺和施工流程，确保优化设计方案在实际施工时的可操作性。五是设计人员应该及时总结工作经验并有效利用设计特长。六是设计人员必须对建筑结构各部位的抗震强度和承载力度有清晰了解，懂得合理选择对柱、梁、板等的施工材料，能够准确把握结构横截面的各种不同尺寸。七是设计工程师在设计过程中应该具有创新精神，通过不断总结工作经验，努力改进优化方式，实现建筑设计的完美和细致化。
2.4提高原材料的综合使用效率，优化资源配置
材料是建筑的基本构成因素，所以建筑结构的优化设计也必须提高原材料的综合使用效率，减少原材料的浪费，促进优化资源配置。在建筑结构的优化设计时，原材料的选应该注意注意以下几点：一是必须充分考虑到当地环境，因地制宜，选择合适的建筑材料。二是必须充分考虑全部结构零部件的性能特征以及所占用的空间大小进行选择原材料。三是必须充分考虑建筑住户的喜好需求，选择材料能设计运用符合客户喜好。四是必须充分考虑原材料的环保和节能性能，以符合建筑结构优化设计的节能、绿色环保要求。五是必须充分考虑原材料的质量安全和使用年限要求，确保建筑结构的质量过关。因此，只有根据具体条件具体分析的原则，实施求是的选择合适的原材料，才能实现建筑结构的美观和功能需求[4]。
3.结语
综上所述，有关建筑结构设计的优化设计的分析具有重要的现实意义。通过明确建筑结构优化设计的美观、功能、环保、安全等基本要求，设计人员应树立全局的设计理念，提高建筑结构优化设计方案的科学性和可行性，提高自身设计水平和综合业务素养，提高原材料的综合使用效率，优化资源配置，提高结构优化设计的经济效益，确保建筑结构的质量安全，确保建筑结构设计效果更加贴切符合人们的审美要求和实用功能需求。同时，提高我国建筑结构设计的优化设计水平，促进我国建筑结构优化设计事业的长期快速发展。
【参考文献】
[1]刘长城，崔建敏.高层建筑结构设计分析[J].华章，2010，No.22623:233-234.
[2]李平安.建筑结构优化设计分析[J].科技致富向导，2011，No.37803:237.
【关键词】房屋结构；设计优化；设计方案；分析
1引言
根据我国的房屋建设成本构成分析，土建成本占有很大的比重。土建成本很大程度上取决于结构设计人员对设计理念和科学设计的合理把握。房屋结构设计人员应严格遵守建筑结构设计规范中“安全适用、技术先进、经济合理、方便施工”的原则，精心设计出令建设单位满意的作品。现代建筑科技成果的应用可以降低项目成本，实现经济效益。采用优化设计技术比较选择出合理的设计方案更进一步降低了项目总开支，而且正发挥着越来越重要的作用。结构优化设计技术可以使设计者从被动分析转变为主动设计。与传统设计相比，采用优化设计技术可以降低土建造价的10%～30%。优化设计技术可以使建筑材料的性能得到最合理利用，使房屋内部结构得到最佳协调，使设计理念得到最大限度展现。同时，还可以对总体设计方案中存在的薄弱环节做出合理的预估。优化设计技术是实现设计目标的有效途径。
2结构设计优化技术的方法及应用
2.1结构设计优化技术的方法。结构优化设计是结构工程与运筹学、经济学与管理科学的综合应用。一名优秀的房屋结构设计师在达到设计目标过程中，努力协调各方面条件的制约，以期找到最佳的解决方案，即优化设计。从20世纪初开始直到20世纪60年代，不断有人尝试做一些优化设计方面的系统研究，但效果不是很明显，主要原因是受限于数学力学计算手段的效率低下。从20世纪60年代开始，电子计算机在土木工程领域逐步得到了广泛的应用，尤其是计算理论的不断完善和设计软件的快速发展，为结构优化设计的快速发展提供了丰富的物质基础。例如，仿生学方法的发展为结构优化设计提供了借鉴意义，有限元分析软件的发展为结构优化设计提供了可靠的计算手段。一般而言，结构设计优化技术主要包括直观优化、准则法优化、数学规划优化、仿生学优化、系统优化、模糊优化、灰色优化、自动优化、智能优化等方法。
2.2结构设计优化技术的应用。在各种房屋类型中，结构设计优化技术的应用在住宅结构优化设计中体现最为明显。住宅结构优化设计包括结构体系方案的优化设计、竖向承重构件布置的优化设计、围护方案的优化设计、楼盖结构方案的优化设计等内容。结构体系选择框架结构还是剪力墙结构、竖向承重构件的布置合理与否、围护方案采用空心砖砌体还是轻质隔墙材料、楼盖方案采用现浇式还是装配整体式等不同方案的选择直接导致设计目标的各项指标有很大的差别。房屋结构优化设计通过比较选择各种设计方案，力求项目综合经济效益最大化。
3房屋结构设计优化技术体系构成理论分析
狭义上的结构设计优化通常是指直观优化，它是工程经济学中的一个论点。直观优化又分为选择性优化和直觉判断性优化。前者是根据有限的几个选项，设计师经过初步分析，结合设计指标选择最优的解决方法；后者是根据设计师的经验和直觉知识判断和选择的优化分析方法。直观优化方法是一种重要而简单的方法，但它依赖于设计者直观知识的普遍性、逻辑判断能力和丰富的设计经验。结构分析计算软件在房屋结构设计中的广泛应用，将设计师从枯燥乏味的力学公式中解放出来。随着现代建筑的体量越来越大，楼层越来越多，优化设计可以大幅度减少项目总开支，避免不必要的浪费。结构设计人员在设计过程中，应在理论知识和实践经验的基础上，注重概念设计，充分了解各种方案的优缺点，从中优选最经济合理的设计方案。所谓的概念设计，是指在特定的建筑空间和环境条件下，用概念性近似计算方法从宏观上把握结构设计中的基本问题，迅速有效地选择与建筑功能需求相协调的结构体系方案。结构设计优化的核心指导思想是提高结构布置方案的合理性，避免不必要的浪费。但这并不意味着剪力墙结构一定比框架结构好，也不意味着房屋竖向承重构件越少越好。结构设计优化首先要满足一个前提条件，那就是安全要求。脱离了安全要求的结构设计优化都是伪命题。在众多影响房屋结构安全的因素中，地震是一种突发式的自然灾害，能瞬间给人们的生命财产造成严重的危害，因而规范规定房屋必须进行抗震设计。满足了安全要求后，结构设计优化的目标就很明确了：把项目土建成本压缩到最低。由于结构设计人员水平的参次不齐，即使对于同一个确定的设计方案，各个结构设计人员完成的设计方案的土建造价也有差别，更别说不同的设计方案了。这时，就需要房屋结构设计人员利用结构设计优化理论对项目各种设计方案仔细斟酌，不断进行横向和纵向上的比较选择，优选出一个令各方都满意的好作品。
4结语
本文对结构设计优化技术的方法和应用进行了介绍，同时对结构设计优化技术体系构成进行了一定程度的理论分析。房屋结构设计人员应结合项目的实际情况，运用结构设计优化技术对项目设计方案进行优化，避免不必要的浪费，降低项目土建成本。
参考文献
[1]黄襄云，周福霖，金建敏，罗学海.多层隔震与非隔震框剪结构振动台对比试验研究[J].建筑结构.2007（08）.
［关键词］桥梁结构优化设计方案优化经济效益
中图分类号：TU997 文献标识码： A
作为近四十年发展起来的一门新技术，结构优化设计使设计者从被动的分析、校核而进入主动的设计，这是结构设计上的一次飞跃。优化设计能最合理地利用材料的性能，使结构内部各单元得到最好的协调，并具有规范所规定的安度。同时，它还可以为整体性方案设计进行合理地决策，优化设计是实现设计最终目标――适用、安全与经济的有效途径。桥梁设计方案优化也很有必要。设计优化的首要目的是投资最优化，围绕这一目的，综合考虑各方面因素，对设计方案进行全方位技术经济分析和比较，结合工程实际条件，寻求一个功能完善、技术可行、经济合理的设计方案。
1.桥梁结构优化问题的提出
桥梁是交通线中的重要组成部分。桥梁传统设计方法是：拟定结构尺寸，进行结构受力分析，并由此估算；然后，检算各种设计条件和要求，判定检算条件是否满足。如果不满足，修改结构尺寸，重新进行设计，直至满足为止。为了获得一个经济合理的设计，往往要动用许多人力物力，通过几个方案的比较，选取一个比较好的作为最后设计结果。最后设计方案也仅仅是人工拟定中的一个可行设计。它除了受设计人员经验影响外，不可避免的带有一定的或然性和盲目性。因此，设计结果并不是最经济的，只能说是可以接受的。随着桥跨度增大、跨数增多，传统设计的困难变得越发突出显然。与传统设计相比，结构优化设计直接把节省材料消耗和合理布局作为设计目标，通过数学优化模型的建立，协调各种因素的相互作用，应用数学优化的方法，以计算机为手段实现最优化选择。
设计优化，主要是从技术上采取措施，实施投资控制目标，包括设计多方案选择，严格审查监督初步设计、技术设计、施工图设计、施工组织设计，深入技术领域研究节约投资的可能性。
2.桥梁结构优化问题的分析
桥梁结构优化问题一般包含三个要素，即设计变量、目标函数和约束条件。
2.1设计变量
桥梁结构体系的设计变量可分为：1)构件优化阶段的设计变量；2)纵向布局优化阶段的设计变量；3)结构体系优化阶段的设计变量。
第一层次优化；构件优化的设计变量包括：构件(如梁、板、横隔梁)的横截面尺寸。在最优构件尺寸的优化进行的同时，也实现了最优横向布局的优化。因为当构件尺寸确定后，主梁间距也就确定了，这样，桥梁的横向布局也就确定了。
第二层次优化；一座总长度为L、总宽度为W的桥梁，其结构体系的布局是纵向设计变量决定的。定义桥梁纵向布局的设计变量有桥跨数目(目前的研究仅考虑等跨情况)；支承条件(简支、连续或是刚构结构)。最优纵向布局的优化采取穷举法。即在部件优化和横向布局优化的基础上，在所有可能的纵向布局情况中选优。第二层次优化所获得的最优布局对应着相应目标函数的极值。
第三层次优化；桥梁结构体系种类繁多，有实心和空心板梁、T梁、箱梁(单箱或双箱)等。该层次优化也对用于该阶段目标函数的极值。该层次的优化需要在上面所提到的各种桥梁体系的前两个层次的优化已完成的基础上进行。
2.2目标函数
桥梁结构优化设计中最适用的价值标准就是桥梁结构总造价实现最小化。但是，在有些情况下，其他的一些标准，诸如上部结构高度最小，材料用量最少；或者在净空受限或必须减少墩柱数量的情况下，要求单跨长度最大等等也需要给予考虑。当多个相互之间问题有所冲突的标准均需满足时，则需要用到多目标优化技术。多目标优化问题常可通过将一系列次要目标转化为约束条件而变为单目标优化问题。
2.3约束条件
约束条件通常包括几何约束和物理约束。几何约束是指对几何尺寸的约束，主要是构造方面的一些要求；物理约束主要是指一些性能方面的约束。主要是指桥梁体系在桥梁设计规范和标准的要求下，需要满足的一些承载能力和使用性能。如极限承载力、应力、挠度、裂缝等。
2.4数学模型
基于可靠度的桥梁结构优化模型可以决策出各个构件的最优可靠度，各个构件的优化设计就是以最小的造价实现它的最优可靠度。这就将结构整体优化设计方法转化为一个两层次的结构优化设计问题。
3桥梁结构优化设计的要求
3、1安全性
桥梁的结构在正常施工以及使用的时候，需要承受可能出现的各种压力，这主要包括振动过程中的恢复力、荷载引起的内力以及由约束变形、外加变形所引起的内力。结构在设计规定的偶然事件发生时和发生后，仍能保持必需的整体稳定性，不发生倒塌或连续破坏。
3、2适用性
结构在正常使用时具有良好的工作性能，不发生过大的变形或宽度过大的裂缝，不产生影响正常使用的振动。
3、3耐久性
桥梁的结构在正常的定期维护中，需要具备一定的耐久性，包括不发生混凝土的严重风化以及钢筋锈蚀等现象。所谓足够的耐久性能，系指结构在规定的工作环境中，在预定时期内，其材料性能的恶化不会导致结构出现不可接受的失效概率。从工程概念上讲，足够的耐久性能就是指在正常维护条件下结构能够正常使用到规定的设计使用年限。结构的功能要求―――安全性、适用性、耐久性。这些功能要求概括起来称为结构的可靠性。即结构在规定的时间内（设计基准期），在规定的条件下（正常设计、正常施工、正常使用维护）完成预定功能（安全性、适用性和耐久性）的能力。显然，增大结构设计的余量，如加大结构构件的截面尺寸或钢筋数量，或提高对材料性能的要求，总是能够增加或改善结构的安全性、适应性和耐久性要求，但这将使结构造价提高，不符合经济的要求。因此，结构设计要根据实际情况，解决好结构可靠性与经济性之间的矛盾。既要保证结构具有适当的可靠性，又要尽可能降低造价，做到经济合理。桥梁结构设计基准期：所谓设计基准期，是为确定可变作用及与时间有关的材料性能取值而选用的时间参数。
4主要材料（混凝土）优化设计
4、1混凝土结构耐久性概念
结构的耐久性是指结构在使用环境下，对物理的、化学的以及其他使结构材料性能恶化的各种侵蚀的抵抗能力。在设计混凝土结构时，除了进行承载力计算、变形和裂缝验算外，还必须进行耐久性设计。混凝土结构的耐久性设计实质上是针对影响耐久性能的主要因素提出相应的对策。
4、2影响混凝土结构耐久性的因素
耐久性不好往往是外部的不利因素和内部的不完善性综合作用的结果，而结构缺陷往往是施工不良、设计不妥引起的，也有因使用维修不当引起的。外部因素主要有含量、湿度、侵蚀性戒指、环境温度等；内部因素主要有混凝土的强度、保护层厚度、渗透性、水泥品种和标号以及用量，集料的活性、外加料等。混凝土结构耐久性问题主要有：侵蚀性介质腐蚀、碱集料反应、机械磨损、混凝土冻融破坏、钢筋锈蚀、混凝土碳化等。
5结语
桥梁设计的优化，这是当前结构工程设计的发展趋势。同时考虑结构的优化设计和材料的合理选择，无疑是工程设计思想、概念和方法上的突破。基于桥梁结构和材料上的优化方法的研究和工程应用的前景将十分广阔。
参考文献
［1］范立础.桥梁工程(上，下册)［M］.北京:人民交通出版社，1993.
［2］叶见曙.结构设计原理［M］.北京:人民交通出版社，1998.
［3］傅强，张泽鹏，严学寨等.斜拉桥结构优化设计初探［J］.湖南大学
学报(自然科学版)，2001，28(3):109-110.
［4］程耿东.工程结构优化设计基础［M］.北京：水利电力出版社，
1983.
