时间：2023-07-21 17:27:01
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篇建筑结构的优化设计，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：房屋建筑；建筑结构；优化设计；设计研究
中图分类号： TU3 文献标识码： A
引言
随着我国社会经济的发展，人们的生活水平不断提高，对于自身的生活和居住环境也提出了更高的要求。房屋建筑的结构设计中，不仅需要考虑结构的合理性、可行性和安全性，还必须充分满足舒适性、经济性的要求。在市场经济环境下，市场竞争的日益激烈，使得建筑企业为了保证自身的利益，在保证建筑使用质量的前提下尽可能的降低成本，展开了对于结构优化设计方法的有益探索，从而推动了建筑结构设计优化技术的发展，不仅可以使得房屋建筑的设计效果更佳，而且能够取得最大的经济效益，具有十分重要的现实意义。
一、建筑结构优化设计综述
建筑工程包含的方面很多，所以建筑结构在设计过程中优化所涉及的内容也很丰富。从大的方面可以简单分为两大内容，即房屋总体结构优化和分部结构优化。细化可以进一步分为:房屋内部基本结构优化;房屋的维护方面、细节和总体结构的优化设计;屋顶结构优化设计;房屋造价优化控制设计等。建筑结构设计优化的目的是能够对有限的空间和固定的资源进行合理分配，将建筑材料和设备达到最大使用率，还能使所要建成的房屋安全、舒适、美观。经过优化设计的房屋比一般房屋在造价方面能够节省很多，从长远利益上看，建筑优化设计的理念对建筑工程是一种可持续发展的理论观念，对资源实现充分利用起到了关键作用。
二、结构设计优化技术的作用
（一）提升建筑的安全性
通过对房屋建筑结构的优化设计，可以对原有设计方案中的不足和缺陷进行弥补，从而提升建筑结构的合理性和安全性，在保证建筑整体质量的基础上，节省建筑材料，提升建筑的稳定性和相应的受力性能，确保建筑的使用安全。
（二）减低工程造价
相关数据显示，运用结构优化设计后，与原设计方案相比，建筑工程的成本可以节约10%－30%左右，成本大大降低。同时，通过结构优化设计，还可以充分发挥原材料的性能，确保建筑结构各个单元之间的紧密联系，提升建筑工程的经济性。
三、结构设计优化技术的方法
之前也提到，建筑结构设计所追求的最终效果，是实现结构的安全性、经济性、美观性、实用性以及施工的便利性。在房屋建筑中应用结构设计优化技术，主要体现在建筑结构总体的优化设计以及建筑的分部结构优化设计。在房屋结构设计中的结构优化设计，主要包括基础结构、屋盖系统、围护结构、结构细部等多个方面，需要从结构受力情况、整体布局、结构造型以及成本造价等方面进行综合分析。结构设计优化技术需要从房屋建筑的实际情况出发，以确保优化设计作用的充分发挥。
（一）建立相应的结构优化模型
结构优化设计的实质，是利用相应的数学知识，对就爱你住结构中的各种参数进行整理和分析，然后依据结构整体，构建相应的数学模型，寻求最优设计的过程实际上就是对最优解的求解过程。因此，在对房屋结构进行优化设计时，需要建立相应的优化模型。首先，对设计变量进行合理选择，设计变量对于房屋结构设计的影响是十分巨大的，设计人员需要按照变量的重要性，对其设计的参数进行分类，将影响较小的变量作为预定参数，从而简化计算流程。其次，要对目标函数进行确定。在这里的目标函数，就是满足建筑实际需求的最优解。然后，明确约束条件。对于房屋结构优化设计而言，其约束条件主要包括强度约束、尺寸约束、应力约束、弹塑性约束时，可以按照现行的房屋建筑设计规范，对优化设计的约束条件进行明确。
（二）确定结构设计优化方案
对于房屋建筑而言，结构设计的优化方案，主要是指结构的布局以及细部的优化。结构布局的合理性直接影响着房屋结构的造价，因此要求其结构尽量简单，传力直接，避免多次传力的情况。而细部优化是一个较为广泛的概念，包含的内容相对较多，根据其对于房屋结构的影响程度分析，最为关键的部分，是对构件截面的合理选择。例如，竖向构件应该在满足实际需求的前提下适当选择轴压比，轴压比过大或过小都会影响配筋的设置。梁的截面设置同样如此，如果截面过大，会影响建筑内部的有效空间，而截面过小，则会导致配筋相对较大，影响造价。
四、探讨房屋结构优化技术的实践应用方式
（一）框剪设计的整体思路
框剪结构集框架结构布局灵活、剪力墙结构刚度较大的优点于一身，使得该种结构体系具有较好的延性和整体性。目前框剪结构已被广泛的应用于公用建筑、住宅等高层建筑中。在这个结构的剪力墙可以单独设置，也可以利用一些其他的墙体，比如电梯井、楼梯间等，此外，这个结构还可以有效的提高侧向刚度。在实际的建筑施工中，主要有刚性、刚柔、柔性等不同的价值计算方法，一般来说选用哪种计算方法会根据抗震质量的不同来进行合理的选择，比如为了改善结构的抗震性能，应该注意场地的土质类别，对不同土质采取不同的加剪力墙等。
（二）复合地基形成法的技术提升
通过对被加固土体填充相应的材料，改变土体的结构，使土体被增强或被置换形成一定的增强体，由增强体和周围地基同承载荷载，形成复合地基的一些地基处理方法。在建筑施工中，根据特殊地质条件对地基承载力的要求，而选用不同的处理方法达到相应要求。比如通过填充砂和石料深入土体，被置换或挤密，从而达到提高承载力的目的等。
（三）多层钢筋混凝土框剪结构设计
在多层钢筋混凝土框剪结构的设计上，全面把握设计的主要点，分析梁柱以及刚接或者铰接相连促成的承载重量体系，在依据设计图纸和文件的前提下，全面把握设计图纸的客观需要，同时加强规范性施工和管理，读懂并理解设计图纸中的每一项内容，达到按图纸施工、依据图纸设计的目的，作好技术交底。根据建筑结构的实际需求，可以采用现浇式框剪设计，就是通过梁、柱、楼盖的现浇钢筋水泥混凝土结构，增强建筑结构的整体性能，提升抗震能力，在实际建筑设计中可以广泛应用；同时，还可以采用预制装配式设计，就是指梁、柱、楼板均为预制，这样可以减少工程的难度，提高工程的速度，但是，整体建筑质量的性能不是很强，抗震效果、漏水系统等会有一定的偏差，可以结合地质条件进行考虑。
（四）框架梁、柱箍筋间距的优化
对不同抗震等级的框架梁，柱箍筋加密区的最小箍筋直径和最大箍筋间距做了明确的规定。侧重点就是关于质量，比如抗震等级、人防等级、地基处理、承载能力、材料使用等一些相关因素，同时还包括对设计图纸的详细了解和掌握，在钢筋水泥的质量要求、地基基础设计等级、砌体结构施工质量控制等级,基本雪压和基本风压,地面粗糙度等等一些基本建筑结构的类型需要，如混凝土的含碱量不得超过3kg/m3、地下水类型及标高、防水设计水位和抗浮设计水位，地基液化，湿陷及其他不良地质作用，地基土冻结深度、设计活荷载值、混凝土结构的环境类别、材料等级、强度等级、材料性能、施工质量的特别要求等，是在建筑结构设计中要考虑的要素。
结束语
总之，在我国建筑行业飞速发展的带动下，人们对于建筑工程提出了更高的要求，也使得结构设计优化技术在建筑工程领域发挥着日益重要的作用。对于设计人员而言，需要对房屋结构优化设计的复杂性和系统性有一个清晰而明确的认识，不断提升自身的专业能力和设计水平，推动结构设计优化技术的发展，进而促进我国建筑行业的持续稳定发展。
参考文献
[1]段佳琦.浅谈对建筑结构设计的认识[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2010（11）.
[2]马雪丽.浅析建筑结构设计[J].黑龙江科技信息，2011（10）.
[关键词]房屋建筑结构；优化设计；实践应用
文章编号：2095-4085（2015）10-0055-02
近年来，经济建设的快速提高促使基础设施建设得到空前发展。技术人员在实际工作中应不断积累经验，提高创新能力，掌握先进的设计理论，对施工中遇到的问题进行优化设计分析，使相关资源得到最优化的合理配置，以提高房屋建筑的商品价值。
1房屋建筑结构优化设计的重要性
当前，随着我国新时代房屋建筑的发展，人们对房屋建筑的高需求也使得设计工作逐渐步入深水区。各种设计问题急需解决，其居住功能不断被弱化，进而赋予其更多延伸功能。在施工阶段，施工方通过更新和优化施工技术，不仅提高了房屋建筑的质量，还达到了提高相应经济效益和社会效益指标的目的。
2建筑房屋优化设计的实践应用
房屋建筑的优化设计贯穿于房屋设计施工的等各个不同环节。下面从施工技术、使用功能和经济效益等方面进行简要分析。
2.1房屋建筑施工技术方面的优化
为了跟随市场不断发展的脚步，房屋建筑施工技术方面需要有所创新和优化。比如在施工过程中，异形板拐角处的裂缝情况就受到内部钢筋的影响，对于钢筋材质不同的I级钢和冷轧带肋钢，其价格虽然相差不大，但利用计算机仿真优化设计技术建立函数模型发现，其抗拉极限等力学性能指标却截然不同。一般来讲，冷轧带肋钢筋更具有良好的优越性。由此可见，施工技术的不同会对房屋建筑的耐久属性产生直接影响，同时对房屋建筑结构的稳固性、抗风性和抗震性产生的效果截然不同。
2.2房屋建筑使用功能方面的优化
对于房屋建筑而言，其最基本的使用功能达到消费者的心理诉求。笔者以剪力墙结构布置为例进行简要说明。对于建设方来讲，房屋建筑如果定位为高档豪宅（比如高层住宅小区）时，由于纯剪力墙结构的刚度大于框架一剪力墙复合结构，而且其抗震性能也要好于后者，所以优先考虑大开间剪力墙结构布置。为了考虑使用性能，可以采用厚度为160mm的薄墙体。这样的设计不仅美观而且还为消费者争取了更多的使用面积，也节约了建筑材料，降低了工程造价。设计中如果出现剪力墙有柱无梁状况时，就会设置成暗梁明柱结构。但是为了不影响其美观，墙体结构的断面结构设置为X250，并选用φ14的配筋。所以说，无论选择用何种结构的剪力墙，其结构设计上的优化对其使用性能都具有积极作用。
2.3房屋建筑经济效益方面的优化
以某市某教师公寓小区房屋建筑工程为例进行简要介绍，其地基基础承载力特征值为262kPa，地基基底压力经测算为425kPa。另外根据地质勘查报告，复杂的地形地貌结构无法满足现场施工要求，施工方根据多年施工经验和现场情况，经与建设方和设计方沟通后提出了两套施工方案，具体情况如表1所示。
通过比较，笔者仅从经济效益上发现，方案一的工程造价为315万元，而方案二的工程造价为36万元，方案二在工程造价方面仅为方案一的十分之一。另外，方案二不仅节约了混凝土和钢筋的用量，而且还减少了桩的数量。从而降低了整个工程的造价，取得了良好的经济效益。
关键词：复杂建筑；预应力结构；优化设计
在当前我国大多数建筑工程施工中，人们为了使得建筑工程管理的施工质量得到进一步的提高，人们就采用相关的优化措施来对其进行处理，从而使得建筑结构的稳定性和可靠性得到有效的提高，以确保我国建筑行业的可持续发展。而目前我们在对建筑预应力结构进行设计的过程中，有时会受到在各种外界环境的影响，而出现相关的质量问题，这就降低了建筑结构的稳定性和可靠性，导致建筑物中存在着许多的安全隐患。而且随着我国建筑行业的不断发展，建筑结构也逐渐的复杂化，这就使得建筑预应力结构中存在着问题也越来越明显。为此，我们就要采用相关的优化设计方案来对其进行处理，从而使得建筑预应力结构在使用的过程中可以达到一个最佳的状态。
一、预应力的概述
1、预应力的定义
所谓的预应力也就是人们在建筑工程施工中，为了改善建筑结构的稳定性、可靠性等各方面性能，在工程施工期间所预先实践的压力，从而抵消建筑荷载所产生的拉应力，这样不仅可以有效的保障建筑工程的施工质量，还减少了建筑结构安全隐患的发生。目前，在我国建筑工程施工中，预应力常用在混凝土结构当中，这就使得预应力混凝土结构在正常使用的过程中，其工作性能要比普通混凝土结构要强，这就使得建筑结构的整体性和稳定性的有效的提高。
2、预应力结构的概述
建筑工程构件在实际应用的过程中，除了要对构件所受到的混凝土模块自重的影响以外，还要对钢筋结构拉应力的影响，因此我们就可以在混凝土结构中施加一定的压力，从而使得混凝土构件的耐久性增强，使得建筑结构的稳定性和可靠性得到进一步的提升。而在工程中我们就将这种施加了预应力的构件，称之为预应力结构。目前，在我国建筑工程施工中，预应力结构已经得到了人们的广泛应用，这就使得建筑结构的功能和质量得到了有效的增强。
二、预应力优化设计的分析
1对预应力超静定结构的受力分析
在预应力结构进行设计的过程中，我们必须要对建筑结构中，调整力系和工作力系这两个方面的内容来对其进行判断。其中调整力系是指锚具和预应力钢筋结构在使用过程中，对建筑混凝土结构所产生的作用。而工作力系则是设计荷载对建筑结构产生的作用。在建筑工程施工中，如果混凝土中存在着工作力系，那么极其容易导致其混凝土结构受到破坏，从而使得建筑整体结构的稳定性和可靠性受到严重的影响，因此我们在建筑工程施工中，就要在其中施加一定的内力，来对其进行调整，从而提高建筑结构的稳定性。
假使预应力筋的布束形式不够合理，预应力筋的数量就会有所增加，其对结构控制断面的内力调整的效果也是有差异的。所以，预应力筋的曲线几何位置是要在常规中进行反复调整的，除此之外，因受到梁截面面积的大小限制，梁端的锚具布置就会出现障碍，此时，就要进行粱下的直线预应力筋的布置。当设计荷载设定以后，混凝土的工作力系值就固定了下来，加之结构的设计要求，结构的设计参数都被限制在一定的程度内，通过这样的设定，预应力的设计也就拥有了一个合理的调整力系，使得结构的各项内容的检验都能够符合规定的要求。
（二）对预应力设计变量的分析
极限状态以及承载能力的极限状态是预应力结构中配筋设计所要满足的规范和规定，并对此进行变形、抗裂、承载力、和应力的验算。在实际设计中，一般利用结构的高跨比对结构的变形进行主要的控制，预应力筋的配筋则对抗裂进行控制。如果出现承载力的要求不能被预应力筋量满足时，就要进行对非预应力钢筋的增配工作。所以，作为预应力的初步设计，预应力配筋则可受到结构抗裂性的要求进行控制。混合式的曲线与直线配筋和单独的曲线配筋是预应力设计中常用的两种布束方式，在初步设计中，预应力的沿力筋可视为不变，其损失也就不需要进行考虑。依据等效荷载法，结构所受的曲线预应力作用可以被视为调整力系的作用。
三、工程实例分析
1、工程概况
某市大剧院是该市的一项重大市政工程，大剧院的高度约为50 米，面积可达5.2万平方米，是该市的一项标志性建筑，地下有四层，地上有十层，具备综合性、多功能的大厅、左右舞台、主舞台、音乐厅、后台等较多的附属结构。其建筑设计的要求非常严格，整体建筑结构尺寸和结构布置非常复杂，剪力墙、直柱、梁、曲柱、板组成等超静定结构是它所采用的结构体系。在结构设计中，侧墙长32 米，高位25米，厚度为600 毫米。以便于更好地满足建筑管道的布置要求，宽度为500 毫米，沿墙长方向还设有7 道竖向间隔缝，墙体由此被分为8 个薄壁墙肢。
此外，为了能够根据空间布局要求满足大剧院的使用功能，其建筑跨度很大，并且使用了预应力混凝土梁结构。其中，该建筑的大厅的预应力梁跨度为25 米，设计荷载也是比较的大。同时，为了使得该大剧院结构的稳定性有所增强，在结构设计的上方预应力梁现浇和剪力墙与其它结构体系还与前后剪力墙相连。受到设计载荷的影响，侧墙的薄壁墙肢所要承受的弯矩非常的大，该部位处于受压的偏心状态。由此可见。预应力设计的关键则是预应力的梁体设计的抗裂性要求的满足方式，合理的预应力优化设计能够使预应力的钢束能够得到合理的配置，还要能够使得剪力墙所承受的巨大弯矩有所减小。
2、预应力优化设计
根据该大剧院的大厅预应力结构分析，其优化设计中的实际结构是所建立的空间三维的计算模型的有限元软件ANSYS 所建立的结构，通过该软件分析结构的各向受力。计算表明，预应力设计被薄壁墙肢上端的弯矩所控制，所以，建筑的三个控制截面分别为梁端截面、薄壁墙肢上端以及梁的跨中截面。
四、结束语
总而言之，在当前我国建筑行业发展的过程中，复杂建筑结构在逐渐的增多，这不仅提高了工程施工的难度，还使得预应力建筑结构的优化设计在实际应用的过程中，有着一定的挑战性，因此为了保障建筑工程的施工质量，施工人员一定要对其各个部位的建筑结构进行预应力优化设计，从而使得整体建筑的稳定性和可靠进行得到明显的增强。■
参考文献
关键词：建筑结构；数字化建造；3D打印；拓扑优化
纵观建筑结构历史的发展，变革往往来自背后的设计方法与建造工具，如透视法对文艺复兴的影响，切石法对巴洛克的推动，轴侧画法对现代主义的作用，而现如今，随着建造的操作主体经历手工、传统机械、数控机械乃至3D打印机的转化，建造的操作对象从传统砖混材料向先进复合材料发展，同时结合由计算机技术孕育而生的参数化设计、算法化设计，毫无疑问地，建筑结构的数字化设计与建造时代已经到来。
1 3D打印
作为建筑结构数字化建造中极其重要的组成部分，3D打印是以设计模型的三维数据为基础，采用材料逐渐累加的方法生成三维实体的技术，因此又被称为增材制造。作为第三次工业革命的重要标志，3D打印目前已广泛应用于航空航天、汽车、医疗、珠宝、玩具等行业领域，对传统社会生产造成巨大冲击，成为公认的将改变人类未来的创造性技术。
与传统的建筑结构建造方式相比，3D打印方式具有可实现高度复杂结构的自由生长成形、极大地减少施工工序、缩短施工周期、降低施工成本、环保节能等突出优点，并且可以极大地拓宽建筑结构的设计空间，使建筑师更多的灵感与创意成为真实。
目前，轮廓工艺、D-Shape、自由形式建造是国际上建筑结构领域最被寄予厚望的三大3D打印技术。
美国南加州大学的Khoshnevis教授所提出的轮廓工艺研究项目已获得美国宇航局NASA的资助，用于测试并评估采用轮廓工艺在月球上快速就地取材，批量建造住所、实验室以及其它设施的可能性。Khoshnevis教授指出，在2050年左右，建筑结构的3D打印将会成为一种成熟的技术。
由意大利发明家Enrico Dini发明的D-Shape打印机使用的原料主要是砂与镁基胶而非混凝土，建造出来的建筑结构质地类似于大理石，这种新型材料由于其坚固的微结晶结构而表现出良好的密实度和抗拉强度。
自由形式建造工艺是由英国拉夫堡大学创新和建筑研究中心提出的，并得到英国工程和自然科学研究委员会、福斯特建筑设计事务所等的资助与合作。
2014年，上海青浦张江工业园，我国的盈创建筑科技有限公司（以下简称盈创）采用自主研发的全球最大建筑3D打印机在24小时内打印了10栋房屋。2015年初，盈创又宣布打印出一栋15米高的六层住宅，以及作为上海浦东汤臣一品售楼处的1100平方米三层别墅。该别墅的建筑成本约100万元人民币，3D打印所用材料为回收的建筑垃圾、玻璃纤维以及高强混凝土。
2014年，奥雅纳工程顾问（以下简称奥雅纳）为荷兰海牙的某项目设计张拉整体结构，但由于整个结构和电缆构成的网络过于错综复杂，导致结构中处处存在着不规则连接与特殊结构角度，即1200个钢节点各不相同。奥雅纳的工程师们尝试解放受传统机械加工工艺束缚的设计思路，通过对钢节点进行纯力学意义上的优化设计，得到相比传统设计节省约75%材料的异形钢节点，并利用选择性激光烧结3D打印技术生产出了这些复杂的异形钢节点。
2 拓扑优化
正如奥雅纳的工程师将3D打印技术与结构优化结合起来从而充分享受到了自由设计的巨大优势，哈佛大学设计研究院的帕纳约蒂斯教授也指出，数字化建造技术最重要的贡献并不在于让人类更易于建造复杂的建筑结构，而在于脱离建筑结构的拼装体系、连接建构体系从而达到材料柔性分布体系。帕纳约蒂斯教授认为，3D打印技术允许材料在空间中更加连续地复合在一起，同时建造出具有材料层级的结构，尤其是在多重材料打印技术的辅助下，将可以制造出各点材料属性不一的结构。
帕纳约蒂斯.米哈拉托斯教授基于连续体拓扑优化等结构优化方法，在参数化设计工具Grasshopper中开发出插件Millipede，允许建筑师在方案设计阶段融入结构性能优化的概念，使结构性能分析工具与建筑形态生成工具一体化。
作为数字化结构性能生形工具Millipede的算法原理之一，连续体拓扑优化是过去二十多年里结构多学科优化领域最热门的研究方向。连续体拓扑优化是指在指定的设计区域内，给定荷载与边界条件，在一定的约束条件下，通过改变结构的拓扑形式或者说材料布局，使结构的某种性能指标达到最优。目前最常见的连续体拓扑优化方法有SIMP法、水平集法、ESO/BESO法等。连续体拓扑优化方法在航空航天、汽车、机械等行业早已成为概念设计的有力工具，而对于采用3D打印技术建造的建筑结构，作为其数字化结构性能生形工具更是极具发展潜力。
2004年，大森博司等在日本的芥川河畔办公楼项目中使用扩展ESO算法对该楼的西、南、北三个立面进行拓扑优化设计。2005年，矶崎新和佐佐木睦郎使用BESO算法对卡塔尔国际会议中心长达250m的入口进行拓扑优化设计。谢亿民等与澳大利亚BKK建筑事务所使用BESO算法对澳大利亚某城际高速公路净跨72m的步行桥进行概念设计，同时还采用壳体单元优化得到穿孔壳管设计，通过引入不同的周期性几何约束调整出精彩各异的设计方案。2014年，Lauren等采用变密度法并考虑对称约束与模式重复约束，实现超高层建筑的斜撑布局优化。
3 结语
在建筑结构的数字化设计与建造时代中，人类将告别传统的梁板柱构件拼装体系，利用3D打印技术等数字化建造技术实现性能更优更可控的材料柔性分布体系，使更多的灵感与创意成为真实。同时，以拓扑优化方法为核心的建筑结构数字化设计工具将极大地拓宽建筑结构的设计空间，使结构性能化设计与建筑美学设计进一步融合。
参考文献
[1] Lim S，Buswell R A，Le T T，et al.Developments in construction-scale additive manufacturing processes[J].Automation in Construction，2011，21（01）：262-268.
[2] 帕纳约蒂斯・米哈拉托斯，闫超.柔度渐变在设计过程与教学中重新引入结构思考[J].时代建筑，2014（05）：26-33.
关键词：建筑结构；设计；优化设计；分析
1 建筑设计优化的重要意义
使用合理的优化方法，对建筑的结构设计进行优化，既能降低整个工程的造价，还能提升建筑的经济价值，从而能够有效提升建筑的经济效益。
1.1 使工程的造价降低
建筑工程结构优化设计在会充分的考虑到现行阶段的建筑行业的发展趋势来进行剖析，根据现行的建筑特点来进行设计，如当前的高层建筑和高层的住宅偏多，因此其层数很多，在建筑用地面积不变的情况下建筑总面积很大，在面对高层建筑的结构设计时，为了节省用地，会将建筑物的房顶进行细致的规划，可以保证整个工程的总造价降低，节约成本。
1.2 能够提高建筑结构的经济效益
建筑结构的设计需要保证到建筑工程的经济效果，随着建筑的层数的增加，高度也会增加，与其相关的墙体面积、柱体面积及配套的设施如管道等都会增加很多，层数比较少或者高度比较低时相应的建筑就会节省一些这样的荷载。同时，高度越高的建筑，相邻之间的距离也会比较远，这样不利于节省用地开支的目标实现，如果让建筑的总高度下降，那各建筑之间的距离也会靠的近一些，这样可以节约用地。另外，相同面积的建筑之间，建筑的平面形状不同会使得其周长不同，越规则的平面形状其周长会小一些，并且能够提高其荷载的性能，增强了建筑的质量。优化创新后的建筑结构设计相较于传统的设计，能够有效降低建筑的总造价，能够有效的提高建筑结构的经济效益。
2 建筑结构设计优化的具体内容
建筑结构优化设计的内容可以分为目标函数选择、变量选择、约束条件选择三个步骤，每一个步骤都涉及到建筑结构优化设计的一个方面的内容。
2.1 目标函数选择
确定建筑结构的目标函数是建筑设计人员对建筑结构进行优化创新设计时的第一步，通过采用相应的技术与办法，以建筑的面积的参数以及建筑可以达到的安全标准为前提，结合建筑建设所用的建筑材料等进行系统的规划和计算，要保证相关的参数在计算的过程中要满足相关的需求。合理科学地选择建筑的工程造价模式是建筑设计相关人员在建筑结构优化设计过程中必须要进行的工作，要尽量优化建筑结构设计，在保证建筑质量的前提下，降低工程的总体造价。
2.2 变量选择
建筑工程的设计阶段，除了对建筑工程优化设计的目标函数进行正确的选择，还要对建筑结构的进行变量选择，变量的选择对于建筑结构的设计也是至关重要的。变量选择，顾名思义就是对影响建筑结构设计的各种会变化的因素进行分析和选择，并研究其中会对建筑结构设计造成的影响最大的一个因素，然后在实际的设计过程中，对其进行评估计算以及控制其影响程度，以发挥建筑工程结构设计优化方法的作用。
2.3 约束条件选择
建筑工程是一个复杂而又系统的工程，因此在实际的设计过程中，受许多约束条件所影响，在对建筑工程结构设计进行优化设计时，必须要考虑到建筑工程的约束条件、对约束条件的准确判断，能够实现建筑结构优化设计的最大化。比如，在建筑设计时，设计人员对结构的强度、尺寸、应力等等因素所存在的约束条件进行判断选择，要以建筑工程的实际情况作为出发点，进行科学合理的选择，使得建筑结构设计的优化工作具有模范性和科学性，给建筑工程的施工打好基础，提高整个工程项目的效率和经济效益。
3 建筑结构设计优化的具体措施
建筑结构的优化方法，是由建筑结构的整体设计优化方法以及建筑结构的细节结构优化方法@两个发面体现出来的。在建筑结构整体的优化设计中，要立足整体，全面的分析总体的数据，并相互协调，确保选出最优的优化方法。在细节结构优化设计中，要对建筑结构的各个方面进行剖析，合理划分为不同的部分，逐个解决相关的选型、布置、造价等几个部分的优化设计，实现降低工程造价的目标。
（1）拓扑优化法。拓扑优化法，就是通过在建筑结构设计优化过程中，结合建筑自身的特点以及实际的用途和情况，正确找到理想化的建筑结构分布形式，全面的分析建筑结构的刚度和其他与结构相关联的属性，来减少建筑结构自身的重量，从而提升建筑的性能。设计人员要充分掌握以及了解拓扑分析方法的优点，合理运用拓扑分析方法，使得设计出来的建筑结构拥有很强的逻辑性。
（2）截面优化法。截面结构的可靠性以及安全性是建筑结构优化设计时相关人员必须要考虑的一个重要方面。截面结构作为建筑结构的细节所在，其性能是最能体现出建筑的整体性能的。在实际的设计过程中，为了保证截面结构的的可靠性与安全性，设计人员要对建筑结构中所涉及的界面进行准确的计算，然后再进行设计，不仅可以提升建筑结构的稳定性，还可以提高建筑的美观程度。具体的方法有，可利用有限元方法来计算设计变量的结构位移情况以及应力特点，然后用计算设备对获得的数据进行验算和分析，得出结果后，根据其需求调整，确定调整的范围，在此范围中再进行区域优化设计。
（3）外形优化法。外形优化是在界面优化的基础上进行完善的，以达到更好提升建筑的结构设计质量的目的。在对建筑结构进行外形优化时，相关人员要对建筑的整体情况掌握得很清楚，再根据我国现行的建筑柱结构设计的相关标准，在掌握的建筑的情况的基础上进行改进。建筑结构的外形特征就是利用外形优化法来进行划分的。外形优化方法在实际的实施过程中，通常会采用连续性结构与杆系结构。建筑结构的节点坐标选取是杆系结构的重要环节，节点坐标在选取好后，要将其作为设计的一个变量，来实现建筑外形优化设计的目标及需求。
（4）细节部分结构设计与概念设计相结合。概念设计优化方法，是在比较缺乏详细的相关数据的情况下进行的。某些因素是具有不确定性的，比如地震，在对建筑的抗震能力进行设计时，由于缺乏详细的数据，只能通过概念设计的优化方法，将一些存在的数据当作辅助来进行。同时，通过结合上诉的一些结构优化方法，使得优化效果更佳。另外，在设计的过程中，对建筑结构的细节部分进行优化设计是必须要做的工作，如现浇混凝土施工过程中，异形板料的弯曲部分容易开裂是一个比较突出的问题，对此我们将其进行简化，然后再选择钢筋，这样能有效的降低混凝土出现开裂现象的几率，不仅提高了经济效益，最重要的是满足了建筑结构的基本需求。
（5）对地基结构进行优化设计。对建筑的地基进行优化设计也是优化整个建筑结构的有效方法。选择合适的方案对于地基的结构优化来说很重要，例如，桩基类型的选择，要以实际的施工情况为准，并实现降低造价的目标，然后以桩端持力层的厚度为参考，选择科学合适的灌注桩长度，且对不同的优化方案进行集中对比，尽量使得选择的方案是最佳的。再比如，桩筏基础是某建筑结构的原有设计方案，通过把该设计利用的桩筏基础改为桩基础的优化方法，设置不同的承台，在此优化中，在保证总的沉降值和不均匀沉降值的前提下，顾及到的是基础传力的传递路劲越短会越省材料的原因。与桩筏基础设计方案相比，桩基础是一个更好的选择。
4 结束语
综上所述，建筑结构的优化设计能够使得建筑质量更好、更加美观、降低工程造价以及提升建筑的经济效益，在建筑行业竞争激烈的今天能够提高企业的竞争力，也能够为人们带来更有安全保障和质量保障的建筑物，因此其在建筑工程中是一个很重要的环节。但在建筑结构优化设计在实际的实施过程中，是比较复杂的，需要多方面的出发，充分结合实际的情况选择科学合理的方案，以实现对建筑结构进行最佳的优化目标。
参考文献
[1]李贵江.建筑结构设计优化设计新方法探析[J].江西建材，2017（01）.
【关键词】优化；建筑结构；工程设计
引言
随着我国建筑行业的迅速发展，建筑工程的生产和建设成本支出也在不断加大，相关的建筑企业只有不断创新建筑结构、优化建筑结构工程设计才能在建筑行业的竞争中利于不败之地，优化建筑结构工程设计对于建筑行业的长远发展具有重要的意义。当前中国经济发展人民生活水平有了很大提高，自然对于建筑工程有了更高的要求，特别是居住建筑、办公建筑等与人民生活工作息息相关的建筑。传统式的建筑结构设计已经逐渐适应不了当今时代的发展要求，无法满足人们对于建筑结构工程的期待。对建筑结构工程设计进行优化是建筑行业发展形式所趋，优化建筑结构工程能够有效降低建筑工程的成本造价，保证建筑的经济效应，同时还能够增强建筑结构的安全性。
一、优化建筑结构工程设计的内容
1、建筑物结构周期折减系数。对于建筑物结构的总体设计中，计算周期往往会较之实际周期要更长。由于施工的时候建筑墙体会存有填充性质，因而在很多时候建筑结构在实际表现上的建筑刚度会大于设计的效果，而如果对建筑物结构剪力计算较小的话，这样会降低建筑物结构的安全性能，这时候要通过对建筑物结构进行周期性折减计算。
2、建筑物结构耐久性设计的优化。在很多建筑材料使用时都会用到混凝土，但是在混凝土结构的设计中往往会缺乏对建筑物做耐久性设计，因而建筑物使用寿命达不到预期年限。因而建筑物的功能和技术要最优先得到保证，不能单纯追求经济效应，要对建筑物的耐久性进行优化设计，让建筑物结构功能得到最大程度体现。
二、优化建筑结构工程设计的方式
建筑结构设计主要依靠建筑设计的要求，通过科学的设计理念和合理的理念方法，进而选择适合的建筑结构形式和构筑条件，需要对结构和构筑受力的充分把握，根据设计的经验和前期规划对建筑结构工程进行优化设计。
1、对建筑结构抗震设计的优化。在建筑结构工程设计上多设置几道抗震的防护层。让每一个抗震结构体系都有完整的抗震整体性能，由具有延展性能良好的结构构件完成协同组合工作。由于自然灾害特别是地震发生的难预测性，对于建筑结构的抗震性要求则会更高。地震在很多时候还会伴随有余震的发生，抗震结构体系应该有意识地建立和分布在内外部的冗余部位，保证有耗能的构建有较高的延展性和刚性，这样建筑结构的设计能有效吸收和分散地震能量，从而提高建筑物抗震性能。
在对建筑结构构成要素的时候要注意强弱关系的影响，避免需要大强承载力的部位使用小件而造成的不平衡，在建筑设计中要注意性能配件的使用。同时，对于建筑工程设计中要根据实际需要和具体实际条件，有针对性地对结构整体和结构关键的部分要作为性能优化设计的目标进行建筑结构工程设计的优化。
2、对建筑结构静力分析方法的优化。建筑结构的方法包含有很多种，一般而言建筑结构的出现变形和建筑结构内力可以使用弹性方法，柱子和连梁的构建要充分考虑塑形的变形，结构计算模型要根据现实操作条件确定，模型分析要准确反映出建筑结构构件的真实受力情况。建筑结构的状况分析，要选用平面结构的协同、空间的杆系、空间的墙板等计算模型进行建筑物构造的整体进行运算，特别注意不符合杆系特点的构件进行辅助分析。
3、对建筑结构平面的优化。建筑结构外在变现形式会有不规则的出现，这会影响建筑结构的扭转，在建筑结构设计上没有做到刚心、重心和质心的同在一处，这样在产生振动的情况下会产生钢结构的扭转振动效应。因而，在对建筑结构工程进行优化设计的时候要尽量使得受力作用在同一建筑平面上能够平衡均匀分布，减轻建筑结构带来的扭转振动效应。对于平面设计尽量形式简单，使得不规则程度能够得到合理范围的控制。
第四、对建筑结构的材料使用优化。建筑材料是建筑物构建的最基本的要素，因而在对建筑物构造进行设计优化的过程当中，要尽量选取合适的材料，增强建筑物的观赏性，同时提高在使用建筑架构材料的使用效率，降低建筑结构的能源消耗，促进建筑物构造设计的生态环保。对建筑材料的节约和有效使用，根据建设的实际条件和要求，进一步降低建筑物的建设生产成本，提高建筑物结构构建的经济效应。
三、结语
随着我国建筑行业的迅速发展，建筑工程的生产和建设成本支出也在不断加大，相关的建筑企业只有不断创新建筑结构、优化建筑结构工程设计才能在建筑行业的竞争中利于不败之地，优化建筑结构工程设计对于建筑行业的长远发展具有重要的意义。综上所述，建筑结构的优化离不开整体全面的规划，不断提高建筑结构的使用价值，对建筑结构进行功能多样性改造，追求建筑结构的整体效益，提升建筑工程的实效性，更好地满足人们对于建筑结构的要求。
参考文献
[1]张松青. 关于建筑结构设计优化方案的分析研究[J]. 城市建筑，2014，04：55.
[2]杨宏刚. 有关建筑结构设计的优化设计的分析[J]. 企业导报，2013，23：265-266.
关键词:建筑结构；优化设计；分析
中图分类号：TU318 文献标识码：A
引言
建筑结构设计就是建筑结构设计人员对所要施工的建筑的表达。而建筑是人类物质生存环境的重要载体。近年来，节能环保型社会建设理念的不断深入人心，进一步加剧了建筑的需求者与供应者对建筑结构优化设计的需要。建筑结构的优化设计，不但满足了投资者控制建筑投资成本的目标，而且更加符合使用者对建筑本体功能的需求，从而实现了社会整体经济效益的最大化。因此，建筑结构的优化设计，在市场经济下的节能环保型社会越来越成为可行。
1 建筑结构优化设计的基本理论
结构优化设计不应仅仅在结构本身,而是应包括建筑的各方面,科学地确定建筑结构优化设计几项基本原则并有效地按照这些基本原则去进行建筑结构设计,是非常重要的。建筑结构的优化设计主要体现在建筑工程的决策阶段、设计阶段、建设阶段。在建筑工程的决策阶段，确定结构优化设计所要达到的总体目标，满足本体功能，最大程度保障安全性，缩减投资成本；在建筑工程的设计阶段，确定每一个子系统及整体结构的优化布局；在建筑工程的建设阶段，以结构优化设计为建设原则，组织建设好每一个子系统从而实现整体结构优化布局。决策阶段结构优化选择是关键，设计阶段结构优化设计是核心，建设阶段结构优化建设是基础，3 个阶段互相验证、互为补充、缺一不可。建筑结构优化设计的基本要求:
（1）功能性
建筑是人类的基础物质生存环境，建筑结构优化的终极目标就是为了满足人类对物质生存环境的最大化需求。对功能性的满足也不再局限于传统的实用，而是增添了舒适性、美观性、协调性等多种新元素，满足人类对基础物质生存环境的更高要求。
（2）安全性
建筑作为人类生存的基础生存环境，与人类的生产、生活紧密相关，安全性成为建筑结构优化设计的必然考虑因素。一味追求建筑结构的优化设计，忽略决策阶段、设计阶段、建设阶段的安全性，其作为建筑不但没有任何实际意义，反而会给人类正常生产和生活带来致命的危害。因此，安全性是结构优化设计中的必然考虑因素。
（3）经济性
建筑结构优化设计的经济性是市场经济条件下对资源配置提出的新要求。经济性是指通过建筑结构的优化设计，最大化的节约各种材料资源，达到减少建设成本的目标。另外，各种材料资源都存在一定的稀缺特性，建筑结构的优化设计能科学合理的减少材料的使用量，节省建设材料使用成本。
（4）环保性
建筑结构设计的环保性是继经济性之后的一大更高要求，建筑结构优化设计过程通过材料选用品种的环保、整体布局的环保来体现可持续的发展理念。在建筑资源的材料选用方面，在保证建筑本体功能性、安全性的基础上，最大可能的选择节能环保型材料，同时，在结构优化的整体布局中，不仅强调建筑主体内部结构的统一与环保，也包括建筑建设过程中废旧材料的处理与应用，更不能忽略建筑未来使用过程中对环境产生的重要影响。另外，材料选用的环保、整体布局的环保也是结构优化设计过程中安全性的体现。
2 建筑结构优化设计的策略、安全与经济
2.1结构优化设计中的材料选用
基于物理学与建筑学的基本原理，建筑结构各个点、线、面都呈现出一定的力学承载力特征，而力学承载力本身的载体就是材料，通过各种材料的配置，加强构件的强度、刚性与延展性，钢筋混凝土材料的打造适应了这一趋势。工程实践证明，钢筋混凝土的结构设计中，梁柱是主要的承受载体，打造钢筋混凝土梁柱能局部提高梁柱的抗压力。因此，在工程建设实践中，采用高标号的钢筋混凝土，可以减少梁柱等构件的横截面，减轻结构本体的重量，同时也扩大了使用空间；而梁板以受弯为特性，采用高强度钢筋，能科学合理的减少钢筋的使用量。另外，结构建设者应科学合理的匹配钢筋混凝土结构中钢筋与混凝土的投放比例，最大限度发挥钢筋混凝土复合材料的复合特殊性能，所以在高层建筑结构中，在结构的转换层、受力复杂的衔接点部位与大跨度结构上，采用型钢混凝土、预应力混凝土是比较好的选择，同时保证高层建筑功能性、安全性、经济性的最大化性能发挥。在建筑结构设计与建设过程中，存在非常多的钢筋混凝土现浇板中混凝土标号过高的情况，一味追求高标号混凝土是没有任何意义的，高标号的混凝土无法理想发挥其强度性能, 反而为抵抗高强混凝土较大的收缩变形和满足最小配筋率要求,板中钢筋的配筋量却相继增加, 直接导致钢筋的使用量增加，间接影响工程投资成本的提高。
2.2 结构优化设计中的构件布置
建筑结构优化设计中的构件布置主要涉及梁、柱子、剪力墙的布置与设计。目前，高层建筑的结构设计大多采用框架- 剪力墙结构体系, 这种体系由钢筋混凝土框架和钢筋混凝土剪力墙2 部分组成,框架的梁柱为刚接,框架与剪力墙可为刚接,也可为铰接。高层建筑体日趋复杂,各种不同功能的建筑用房综合在一起,组成形态各异的高层建筑,给建筑结构优化设计增加了一定的难度。而框架- 剪力墙结构体系具有灵活组成使用空间的优点, 比较容易满足建筑物的使用要求, 而且框架- 剪力墙结构体系有较高的承载力,较好的延伸性和整体性,并且具备很强的吸收地震力的能力, 从而大大减小了结构本身的侧移。因此，在建筑结构优化设计的实践过程中，在框架-剪力墙结构设计中,剪力墙刚度的确定除了必须满足强度条件外, 还必须使结构具有一定的侧向刚度。基于此,剪力墙刚度的大小将直接影响到结构的安全性及工程造价成本。另外，在框架- 剪力墙结构初步设计阶段,简捷、准确地确定框剪结构中剪力墙最优数量,即可避免重复、繁琐的结构刚度调整计算,还可以达到减少经济成本的目标。
梁的选用与布置。常规梁经济性最好,但严重影响建筑层高，尤其是在目前土地资源有限的情况下，最终还是无法实现社会整体经济效益的最大化；宽扁梁能减少梁的截面高度,增加建筑物的净高。在建筑物总高度限制的情况下,可以增加层数,以获得更多的建筑面积。但宽扁梁在经济指标上与常规梁相比并不是最优,由于y 方向截面高度减小,使得纵向钢筋的配筋率较高,同时挠度偏大。在跨度进一步加大的情况下,也可采用预应力梁,以满足建筑物的特殊要求,但费用较高。此外，高层建筑框架柱截面大小主要由轴压比控制, 在上部轴力一定的情况下,可以通过加大柱截面、提高混凝土设计强度、加大柱箍筋、采用钢混凝土柱等不同方法来控制柱轴压比，最大化程度保证功能性与安全性。
2.3 结构优化设计中的整体布局
为实现这些目标，建筑结构决策者与设计者须从结构优化设计的全局观念出发，利用结构设计中的点、线、面，确定建筑结构设计的总体布局，处理好点、线、面之间的架构关系，借助于材料的选用、构件的布置，充分发挥单个构件与整体结构的配合与协调，使之能实现最佳受力状况，既实现整体结构良好的承重力、刚性与延展性，也实现单个构件的最大化与最佳化利用，保证达到建筑设计的国家质量标准，实现建筑功能性、安全性与经济性的多重目标。
关键词：房屋结构设计；建筑结构设计；优化
中图分类号：TB482.2 文献标识码：A 文章编号：
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.建筑结构设计优化概述
由于建筑工程所涉及到的内容非常丰富，建筑结构设计优化所包含的内容页比较丰富，从总体上来看，建筑结构设计的优化工作包括对房屋总体结构和分部结构优化两个大的内容，其中，在房屋建筑结构设计中的建主结构优化设计主要包括以下几个方面的具体内容，第一，房屋基本结构优化内容。第二，房屋顶部结构的优化。第三，房屋的维护结构、总体结构、细节结构等内容的优化设计。第四，要以房屋建筑的基本功能要求和舒适性要求为基础，对房屋建筑结构的造价进行控制，也就是要对“房屋的造价进行最优化设计”。
之所以对建筑结构设计进行优化是因为优化设计能够实现对有限的空间和资源进行充分利用，提高各种设备和材料的使用效率，尽量使优化结构下所建筑的房屋能够实现安全、可靠、经济、美观。相关研究统计数据显示，建筑结构的优化设计与传统设计相比能够节省5%～33%的工程造价，因此，在房屋建筑结构设计中要积极应用建筑结构优化设计技术，以推动建筑工程企业的常远发展，实现资源的充分利用。
2.常用的房屋建筑结构设计优化技术
常用的建筑结构设计优化技术有很多种，不同的优化技术产生的实际建筑结构设计效果也是不同的，而由于各种优化技术都具有自身的特征，对建筑工程的要求也不同，因此，在与房屋建筑结构相结合时就需要对房屋建筑工程的实际状况进行分析，而基本优化技术的应用分为以下两种。
2.1概念设计在房屋结构设计中的应用
概念设计技术指的是“设计人员根据设计的一般规律和实践经验，对房屋建筑结构设计的多种方案进行分析并优化选择方案的过程”。概念设计技术在房屋结构中主要应用在房屋结构布置、房屋结构的细节处理、荷载量的确定、参数选择等部分的设计中，在进行概念设计过程中设计人员要对房屋施工方案进行综合分析，从中选择出最佳的施工方案。
2.2概念设计在建筑设计中的应用
概念设计在房屋的建筑设计中进行应用主要目的在于提高房屋的抗震能力，应用在房屋的抗震性设计当中，如果房屋抗震性能差，在发生地震时则会造成重大的损失，因此，房屋建筑设计中的抗震优化设计就显得尤为重要。然而发生地震的随意性是非常大的，不同地区的地震等级、破坏能力等都是不同的，这就给房屋建筑设计中的抗震设计提出了更高的要求，相关数据的计算难度也非常大。概念设计是“综合考虑决定抗震性能的各种因素和造价因素，选择抗震性和经济性最强的方案。”因此，在房屋建筑设计中的概念设计优化技术的应用能够大大提高房屋建筑的抗震能力。概念设计优化技术在房屋结构设计中所应用的主要思想是“小震不坏、中震可修、大震不倒”，其实这种思想也是多途径设防的思想，多途径设防思想是指“在发生大地震时，先破坏房屋次要的结构，消耗地震能量，尽量保证房屋的主体结构不遭到破坏。”
3.房屋结构设计中的建筑结构设计优化策略
房屋结构设计中的建筑结构设计优化策略是需要从不同的角度和方向来进行的，比如可以从节能环保角度进行优化设计、从信息化自动化角度进行优化设计等等，具体而言房屋建筑结构设计优化策略大致有以下几点。
3.1优化选择房屋建筑结构类型
不同的形式的房屋建筑结构类型是会产生不同的造价管理模式的，而在建筑结构设计中常用的结构类型有如下几种，第一，剪力墙结构类型。该类型主要应用于高层房屋建筑中，所依托的基础为混凝土结构施工技术，该种优化结构类型同“短肢剪力墙”结构类型相比就有抗震性能强、钢筋材料使用数量较少等特征。第二，框架结构类型。这种类型主要优点在于开间大、灵活布局、造价较低等优点，但是该结构类型也具有一定的缺点，柱的截面面积比较大，抗震能力相对较薄弱。第三，“框架—剪力墙”结构类型。这种类型的结构是对剪力墙和框架两种结构的优化组合，其能够综合以上两种结构类型的优点，结构布置比较合理，实际应用能力也比较强，该结构的最突出特点就是抗侧力能力比较强。
综上所述的三种房屋结构类型，无论是哪种都会有优点和缺点，在进行结构类型选择过程中一定要从建筑质量和建筑成本两个角度出发优化选择，对于建筑质量一定要符合业主和相关标准的要求，而对于建筑成本控制来说，要对房屋建筑工程的投资水平和施工单位的实际施工能力等进行分析和选择，最好是实现利益均衡。
3.2积极应用信息优化技术
在房屋建筑结构设计中存在的变量比较多，房屋建筑结构的优化造成了一定的障碍，因此考虑到房屋建筑结构中存在的各种复杂因素，在优化设计中就应该积极应用先进的信息技术，比如应用一些参数定义软件，这样就能够有效的减少房屋建筑结构优化设计中设计者的工作量，提高工作质量和工作效率。
3.3节能结构设计的优化
节能结构设计的优化是需要以绿色建筑理念为基础，并积极应用设计学中的方法。首先，优化布局和表面形状。布局就是指建筑的主要朝向，受到我国气候条件的影响，为了保证房屋的阳光照射量的通风良好，房屋的朝向尽量要朝南。表面形状的优化就是要保证所设计的房屋建筑外表面积不要接受冷风的直接朝向，这样就能够减少热能的消耗，起到节能效果。其次，维护结构设计。维护结构主要指的就是门窗和屋顶，对于门窗而言，在房屋朝南的方向所设置的门窗要尽量要大和多，这样能够最大限度吸收阳光辐射，朝向北的就要减少门窗，防止热量的流失，材料也要选择保温效果好的。屋顶的设计可以采用架空的方式或者是铺设循环水管，夏天降温冬天保暖。
4.结语
从以上的分析中我们看到了房屋建筑中结构设计的优化是需要综合进行的，虽然本文简单的提出了三点优化策略，但是在实际应用中，不同的房屋建筑工程特征所要求的优化方式也是不同的，还需要设计人员在优化设计之前对房屋建筑工程实际状况进行深入了解。
参考文献
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[2]侯贯泽，刘树堂，简国威.工程结构优化设计理论与方法[J].钢结构.2009（08）.
关键词:房屋建筑；结构设计；结构设计优化技术；具体应用
中图分类号： TU318 文献标识码： A
前言：在现代建筑工程施工中，其整体造价的很大一部分就是建筑的基础结构，在实际的施工过程中，如果我们能够科学应用结构设计优化技术，产生的经济效益和社会效益就十分的可观。所以，在房屋建筑工程的具体结构设计中，我们的设计人员和施工人员就应该严格贯彻落实经济适用性原则，科学合理的进行设计，利用先进的科学技术，合理选择房屋建筑的结构设计方案，只有这样，房屋建筑工程的造价成本才能降下来，使经济效益得到最大化。
一、房屋建筑结构设计中应用优化技术的基本内容
在房屋结构的初期设计中就有意识的采用结构设计优化技术，不仅达到了房子实用、美观的效果，而且还能在很大程度上节约建设成本，实现了“物美价廉”的期望。所有的建筑商都期待能够在保证建筑结构长期有效的基础上，最大可能地提高建筑结构的安全性和可靠性，同时也能最大限度地减少建筑工程的投资成本，这样才能更好的实现可持续发展，创造更大的经济效益和社会价值。另外，它能够为建筑的整体设计方案进行科学的决策，完美地实现了适用、经济和安全的设计目标。
对建筑结构优化技术的内容进行了解，是应用优化技术的基本前提。其主要内容包括：在满足了设计需求的前提下，应该考虑到在房屋建筑结构设计过程中会遇到的各种各样问题，并且在选择经济最合理的情况下，进行结构设计的工作，这也就是进行对房屋建筑结构优化设计的一个过程。一般来说，包括比如说像依据清远市独特的地理位置或者地形地貌，对其建筑结构进行选型以及构建的布置等内容。一般来说包括两个部分的内容：其一就是以房屋建筑整体结构为设计对象进行的优化、设计工作；其二就是以房屋建筑的分布结构作为对象进行的优化、设计工作。
二、房屋建筑结构设计与经济之间的关系
1、结构设计与建筑设备关系
在进行对房屋建筑的结构设计时，必然会使用到像给排水管道或者电气设备等材料。而房屋建筑结构的层数也直接决定着建筑设备的投入成本大小，因为房屋建筑的层数越高，需要的给排水管道量就愈大，像一些电气设备的使用量也会增加，这样也会在一定程度上增加房屋建筑使用设备的成本投入。
2、结构设计的层数与用地面积关系
一般来说，可能从表面上来看，像一些高层或者多层的建筑随着层数的增加，所使用的总占地面积就越少。实质上这样的想法是错误的，因为随着建筑物层数的增加，建筑物的高度增加，这样也会在一定程度上拉大两幢建筑物之间的距离，反而会增加建筑物所使用的总土地面积。因此，房屋建筑结构设计的层数与使用的土地面积之间没有非常必然的联系，出于对建筑结构优化设计的考虑，也是要对两者之间进行协调的。
3、结构的分部部分与建筑层数关系
对于多层或者是高层的建筑物来说，都是共同使用屋盖的部分，因此，对于屋盖部分的设计成本自然也会随着建筑物层数的增多而降低。但是对于基础部分则不尽相同，因为随着建筑物层数的增多，上层部分对基础部分施加的荷载也会增加。所以，为了确保房屋建筑结构的可靠性，对于其基础部分必须要增加对荷载力的设计，因此，这也会影响到基础部分的设计成本会随着建筑物层数的增加而增多。同样，这样的情形还适用于对于其它一些分部的部分，比如说进行承重的墙、梁、柱等等，所以，随着房屋建筑层数的增多，想要确保房屋建筑的安全性能，对这些构件的荷载力也要采取有效措施。也可以说，房屋建筑内部不同的分布部分，与层数之间的成本影响也是各不相同的。
三、房屋建筑结构设计中的优化技术应用
1、加强对于概念设计优化技术的重视
一般对于房屋建筑的结构设计来说，其布置方案具有多样性的特点，也就是说，对于同一个建筑方案，是可以选择不同的结构布置方案的，而且加上分析方法也具有多样性，所以在对建筑物的布置方案进行确定后，在考虑承受力相同的情况下也可以选择不同的分析方法。除此之外，进行对房屋建筑的结构优化设计时，依据的指标、使用的建筑材料等都不是唯一的。而且对于以上这些问题来说，是无法依据计算机或者相关软件得到确定答案，因此，对于这部分问题的处理，就必须要依靠设计人员来进行判定。
不同的设计人员自然会有不同的处理意见。所以在进行一些优化设计问题的处理时，应该选择具有丰富经验的设计人员。越是经验丰富的人员，其方案的选择就愈灵活，而且做出的判断也愈合理。这也是我们所说的，进行概念设计优化的过程。因此，想要实现对房屋建筑结构的优化设计，就必须要加强对相关设计人员丰富的经验积累，这样才能实现对建筑结构的设计优化。
2、建筑结构设计中优化技术的实际应用
对房屋建筑进行结构的设计根本目的就是为了实现建筑物的经济、美观价值，并且在节约资金的同时确保其使用性能与可靠性。因此，对于一些建筑物面临的外部环境进行分析也成为了优化设计的重要内容。在这其中，地震属于比较特殊的复杂环境。因为对于地震来说，一般无法确定其发生的时间、地点或者作用大小等等，发生的没有规律性，所以对建筑物的破坏程度也比较大。因此在进行对建筑结构的优化设计时，应该充分考虑到地震的作用力，减少由于地震发生带来对建筑物的破坏程度。采取一些有效的抗震设计方案，遵循建筑物的延性设计理念，提高建筑物的抗震性能。
3、如何解决房屋建筑结构设计的实际复杂问题
房屋建筑结构设计最主要的目的在于实现房屋建筑本身的安全性以及功能性，当然对于建筑物的耐久性要求也是一项非常重要的指标。能够在所设计的规定年限内实现建筑物的各种功能需求，并且能够最大限度减少建设成本是建筑结构设计的优化目的。使用概念化设计技术就是指通过房屋建筑物的结构优化实现建筑物抵抗外部作用因素的能力提高，在一些外部因素的综合作用下，建筑物的使用功能以及耐久性都不会受到相应的影响。因此，进行建筑物在复杂应力环境下的最优化设计是结构设计的最主要内容。其中外部因素作用中，地震作用较为特殊，因为地震荷载作用的时间、地点以及强度都无法准确预测，地震活动没有任何规律性。一旦发生能量等级高的地震作用时，建筑物的破坏可能是毁灭性的。因此，房屋建筑结构设计中应对于地震荷载作用进行充分考虑，尽可能减小地震作用对于房屋建筑的损毁程度。目前对于建筑物的结构抗震设计，有着一些比较有效的设计方案。通常情况下，结构对称的建筑物其荷载承受处于均匀状态，建筑物的延性较大，结构的危险截面比较少，因此对于抗震性能也有着明显的效果。对强能量级别的地震作用，首先发生破坏的是一些次要构件，这样可以有效保证主要构件的稳定性，使得建筑结构不至于失稳。这种设计理念称之为多道设防思想，通过次要构件来保护主要构件，通过主要构件来保证建筑物本身的安全。
四、房屋建筑结构设计应用优化技术时的注意事项
1、注意前期的参与
对房屋建筑结构设计的前期方案的确立，会直接影响到最终房屋建筑的总成本投入，而且一般存在着房屋建筑结构优化设计技术并没有参与到前期方案中，使优化设计人员在进行对房屋建筑结构设计的时候没有注重其合理性，这样就会直接导致后期结构的优化设计不合理，增加设计难度，增多建筑结构设计成本。所以，设计人员应将房屋建筑结构优化设计参与到前期方案确定中，选择合理的设计方案，起到节约成本的根本作用。
2、注重各个环节的优化
除了要注重对房屋建筑整体的结构设计，也应该加强对其基本构成的精细设计，这样才能从细节之处出发，达成完整的优化。比如说尽量对矩形板块的现浇板进行划分设计，使每个现浇板受到合理的负载，防止出现拐角裂缝的现象。另外，随着结构优化设计理论与计算机技术的不断整合与发展，在进行房屋建筑结构的整体优化设计中，其已经从实践的问题转变为一个数学问题。所以，相关设计人员也应该加强对基于计算机技术的优化设计分析。
3、正确理解、应用规范设计
正确理解运用规范。规范是我们在设计中必须遵循的“最低”标准，是对国家的技术经济政策、科技水平和工程实践经验的一个系统性总结。我们应该全面理解《规范》条文的涵义、特点、适用范围、应用条件等等各个方面，只有这样才能正确的运用好《规范》，为房建建筑工程建设服好务。作为一名房屋建筑结构设计师，首先要深入理解规范条文的真正含义，其次还要客观地分析应用好《规范》条文。在《规范》条文的正确之印象，针对具体的设计方案、使用条件、环境，以工程的安全性及经济性为目的，创造性地选用规范中的数据，设计出更好的更上层次的建筑物。
五、结束语
总而言之，在房屋建筑结构设计中应用优化技术，不仅可以切实提高建筑物的实用功能，实现其美观与经济角质，而且还能确保其可靠性与耐用性，所以，无论是针对广东省清远市的房屋建筑还是其他地区的结构设计人员来说，都应该在进行对房屋建筑结构的设计中，充分应用优化技术，选择合理的设计方案，降低房屋建筑的投入成本，只有这样才能推进房屋建筑工程的持续健康发展，进一步促进经济建设的快速发展。
参考文献：
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【关键词】 建筑结构；优化设计；意义
一、房屋建筑结构优化方法的重要性
如今，随着城市化进程的不断加快，城市建筑土地资源越来越紧缺，因此高层或超高层住房将成为城市住宅的发展方向，相较于传统的建筑模式，高层建筑等新型建筑的建设具有更大的难度，这就要求相关的施工建设人员应该重视房屋结构优化问题，在减少资金投入的同时，进行细致的建筑设计方案规划，运用新技术和新理念，建设出既安全又经济的建筑。不过，在实际的施工建设过程中，优化设计的实施往往不是一帆风顺的，可能因为多方面的限制而难以进行。首先，很多施工单位都会因为赶工程进度，而不顾施工质量，对于房屋设计的缺陷不予及时的优化处理，而对最后的建筑质量造成影响。其次，还有一些施工建设人员自身经验不足、专业素质不高，无法进行建筑设计优化。最后，还因为一些施工建设人员和设计人员只注重建筑的部分建设，而忽视建筑的整体设计，不能准确的制定工程预案，影响建筑整体的造价。对建筑的结构进行设计优化能够合理的规划建筑设计，减少工程资金投入，房屋结构各个方面整合起来，保证建筑质量，为人们提供经济安全的住房。
二、建筑结构设计应遵循的原则
（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）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。
（4）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。
三、加强建筑结构优化设计方法
1.确定结构设计优化方案
对于房屋建筑而言，结构设计的优化方案，主要是指结构的布局以及细部的优化。结构布局的合理性直接影响着房屋结构的造价，因此要求其结构尽量简单，传力直接，避免多次传力的情况。而细部优化是一个较为广泛的概念，包含的内容相对较多，根据其对于房屋结构的影响程度分析，最为关键的部分，是对构件截面的合理选择。
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。
3. 保证设计优化的可靠度
对于房屋的结构的设计优化来说，必须确保结构的可靠度，来对优化设计相关的约束条件进行相应的确定，设计优化的约束条件主要包括裂缝宽度约束、结构强度约束、尺寸约束、构件单元约束、应力约束、结构体系约束、从可靠指标约束到确定性约束条件以及从正常使用极限状态下的弹性约束到最终极限状态的弹塑性约束等约束条件。在进行结构设计的时候，确保每个约束条件都必须满足相关要求，以实现最佳的设计。在设计过程中必须对细部的结构进行相应的设计优化，例如，在现浇的混凝土异形的板料，其拐弯处容易开裂，我们可以简化成矩形板，然后再合理的选择钢筋，在满足其结构的基本要求条件下，达到既安全又经济的目的。
4. 4智能优化准则
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。
5. 材料优化设计
建筑结构在材料方面的优化就是使建筑材料最充分的利用，对材料的选择很关键，选择合适的材料既能够满足使用的功能，又能提高房屋建筑质量，当然还能最大化地降低成本，节省更多资源。所以要求在材料采购选择时一定要对所需的材料性质、各项质量指标熟悉了解，购买时本着经济实用的原则。材料也要方便施工，保证施工安全易操作。钢筋是建筑时最重要的材料之一，在选择时大部分的设计人员都会强化着眼于钢筋的配置计算上，很容易忽视钢筋的种类。现在市场中钢筋的种类很多，所以好的优化设计方案应该是在满足设计承载力要求的前提下，选择适合的钢筋种类和数量，这样就能很大程度上降低资金投入。
参考文献
[1]杨宏刚.有关建筑结构设计的优化设计的分析[J].企业导报，2013（23）.
【关键词】结构设计；结构优化；结构类型
0引言
建筑结构优化，即在一些建筑结构的设计方案中选取最优的或最适宜的设计方案，它参照数学中的模型最优化原理应用到建筑工程结构设计方案的优化比选中。研究发现，建筑结构在使用过程中是否稳定、耐久、合理等，主要决定于在建筑结构设计时选定的结构类型是否最优、是否最符合工程结构的需要。对于同一座建筑工程项目，不同的结构设计师知识储备不同，因此可能会设计出不同的结构类型、结构体系，但经过结构方案的优化、从而选取最优化的结构类型，提高建筑结构的使用寿命、稳定性能。
1建筑结构优化的主要因素
1.1荷载设计
研究发现，任何一座建筑结构都需要受到水平力和竖向荷载的作用，同时建筑还要承受较大的风荷载、地震力的作用等。当建筑结构的整体高度比较低时，由结构本身的重力引起的竖向荷载对结构的作用比较明显，而水平荷载作用在结构上，产生的内力和位移比较小，往往在计算时不考虑水平荷载的作用；若在较高层建筑设计中，虽然所受到的竖向荷载仍对结构产生较大程度的影响，但水平荷载对建筑结构本身的影响比竖向荷载产生的影响更加强烈。研究表明，随着建筑结构整体高度的逐渐增加，水平荷载对建筑结构产生的影响越将会越来越大，因此，在建筑结构高度较高时，结构所承受的水平荷载对结构的影响则不可忽视。
1.2选取结构类型较轻的
在建筑结构优化过程中，要尽量选取结构体较轻的。在现代结构优化设计中，设计人员越来越重视选用轻质高强材料，从而做大程度上减轻整体结构的自重。由于在多层建筑结构中，水平荷载对结构产生的影响处于较次要地位，结构所承受的主要荷载是竖向荷载。由于多层建筑楼层较少，整体高度相对比较低，结构自重相对来说较轻，对材料的强度要求不是特高。
但随着建筑结构高度的增加，在较多的楼层作用下，结构产生的自重荷载则会比较大，使得建筑结构对基础产生较大的竖向荷载，同时在水平荷载的作用下，结构的竖向构件（柱）中会产生较大的水平剪力和附加轴力。为了使得结构满足刚度和强度的要求，通常采取加大结构构件的截面尺寸，但是加大构件的截面尺寸会使得结构的整体自重增加。因此在高层建筑结构首先应该考虑如何减轻结构的自重。
研究表明，当在高层或超高层建筑结构优化设计时，选用结构强度高、自重较轻的钢结构、高强混凝土结构可以很大程度上减小建筑结构的自重。
1.3 侧向位移
据相关资料表明，建筑结构的侧向位移随着建筑高度的增加而逐渐增大，因此，在建筑结构的优化设计中，对层数较少、高度较低的结构，可以不考虑其侧向位移对结构的影响。但随建筑结构高度的增加，整体结构的侧移对结构产生的影响则不可忽视。
研究表明，由于水平荷载对结构作用产生的侧移随着建筑高度的增加而逐渐增大，且侧移量与结构高度成一定的关系。
在进行高层建筑结构优化设计时，既需要充分考虑建筑结构整体是否具有足够的承载能力，能否承受风荷载的冲击作用，又要求结构具有足够的抗侧移性能，当建筑结构受到较大的水平力作用下，其可以很好地控制产生过大的侧移量，确保结构整体的稳定性能。
与低层或多层建筑相比，高层建筑结构的刚度稍微差一些，在发生地震灾害时，结构的侧向变形更大。为了确保高层建筑结构在进入塑性阶段后，结构整体仍具有较强的抗侧移性能，保持结构的稳定性，则需要在高层建筑结构的构造上采取合适的措施，确保结构具有足够的延性，从而满足结构的刚度要求。
2建筑优化方法综述
2.1基本假设
（1）弹性体假设
目前，对建筑结构进行工程分析时，均采用弹性的分析方法。当结构受到风荷载或竖向荷载时，假设结构处于弹性工作状态，符合建筑结构的实际受力状态。但是当受到地震灾害或台风袭击时，结构产生较大的侧向位移，更甚出现裂缝，使得结构进入到塑性阶段，此时不可以再用弹性变形计算，应采用弹塑性理论进行分析。
（2）小变形假设
小变形假设普遍应用于结构变形分析中。但当结构顶点的水平位移与结构的高度比值大于0.002时，就不可以忽略P―Δ效应对结构的影响了。
（3）刚性楼板假设
在高层建筑结构分析时，假设楼板的自身平面内刚度无限大，而自身平面外的刚度则忽略不进行计算。采用这一假设，在很大程度上减少了高层建筑结构位移的自由度，减小了计算的难度，并为筒体结构采用空间薄壁杆的计算理论提供了保障。研究发现，刚性楼板假设一般适用于框架结构体系和剪力墙结构体系中。
2.2结构优化方法
（1）并行算法
由于高层建筑结构的主要因素是结构的抵抗水平力的性能。因此，抗侧移性能的强弱成为高层建筑结构设计的关键因素，且是衡量建筑结构安全性、稳定性能的标准。
由于在建筑结构中，单位建筑结构面积的结构材料中，用于承担重力荷载的结构材料用量与房屋的层数近似成正比例线性关系。此外，用于建筑结构楼顶的结构材料用量几乎是定值，不随结构的层数变化；但是用于墙、柱等结构构件的材料用量随楼房的层数成线性正比例增加；而对于抵抗侧向移动的结构材料用量，与楼房结构层数的二次方的关系增长。图3-1表示在风荷载作用下的5跨钢框架结构，不同的结构层数结构材料各个构件用量。
研究表明，楼房结构所采用的结构体系是否具有较好的抗侧力性能，在很大程度上影响结构材料的用量，综合考虑各方面的条件，通过精心设计确定结构的最优化设计方案，使结构体系的材料用量降低到最小程度。从上图中的虚线以上阴影部分就是结构优化设计节约的钢材用量，因此高层建筑结构方案的优化设计可以在很大程度上节约工程的总造价。
（2可靠度优化法
在建筑结构的优化设计时，必须进行结构的整体可靠度优化。在地质灾害发生不活跃的地区，风荷载是主要的水平荷载。因此，在非地震灾害区高层建筑结构的方案选型时，应优先选用抗风性能比较好的结构体系，也就是选用风压体型系数较小的建筑结构体系。比如结构外形呈曲线流线型变化的建筑结构圆形、椭圆形等，或是结构从下往上逐渐减小的截锥形体系的风压体形系数较小，有利于很好地抗风。此外，在对结构进行平面布置时，适合选取结构平面形状和结构刚度分布均匀对称的结构体系类型，这样可以在很大程度上减小风荷载作用下的扭转效应引起的结构变形和内力的影响。同时，还要限制高层建筑结构的高宽比，避免结构发生倾覆和失稳现象。
（3）高层体系优化法
由于建筑使用性能的不同，所以其对内部空间的要求不同。同时，高层建筑结构使用功能不同，则其平面布置也发生改变。通常，住宅和旅馆的客房等宜采用小空间平面布置方案；办公楼则适合采用大小空间均有；商场、饭店、展览厅以及工厂厂房等则适宜采用大空间的的平面布置；宴会厅、舞厅则要求结构内部没有柱子的大空间。由于不同的结构体系可以提供的内部空间的大小不同，因此，在建筑结构设计阶段，应该首先根据建筑结构的使用功能，选用合适的结构类型。
3结束语
综上所述，在确定高层建筑结构方案时，要全面考虑结构的使用功能、场地类别、设防烈度、建筑高度、地基基础类型、结构材料和施工工艺，同时还要考虑结构的设计、技术以及经济保障等，选择最优化的结构体系。
参考文献
[1] 谢琳琳.关于高层建筑结构选型决策的研究[D]，重庆：重庆大学硕士学位论文，2001
关键词：结构设计；建筑结构；优化技术 Abstract: The cost of the building structure account for a larger proportion of the construction work, the application of structural design optimization techniques can generate considerable economic benefits. Architectural design departments and design should strictly abide by the Economic, apply reasonable "design principles, well-designed, application of modern scientific and technological means, choose the rational design of building structures to achieve the purpose of reducing the cost of the construction works and to achieve maximum economic benefits.Keywords: structural design; building structure; optimization techniques
中图分类号：TU972文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）
1 民用建筑结构设计与经济性的关系
1.1 结构设计与用地的关系 多层或高层住宅建筑中，总建筑面积是各层建筑面积的总和，层数越多，单位建筑面积所分摊的房屋占地面积就越少。但随着建筑层数的增加，房屋的总高度也增加，房屋之间的间距也必须增大。因此，用地的节约量并不随建筑层数的增加而按同一比例递增。
1.2 结构设计与造价的关系 建筑层数对单位建筑面积造价有直接影响，但影响程度对各分部结构却是不同的。屋盖部分，不管层数多少，都共用一个屋盖，并不因层数增加而使屋盖的投资增加。因此，屋盖部分的单位面积造价随层数增加而明显下降。基础部分，各层共用基础，随着层数增加，基础结构的荷载加大，必须加大基础的承载力，虽然基础部分的单位面积造价随层数增加而有所降低，但不如屋盖那样显著。承重结构，如墙、柱、梁等，随层数增加而要增强承载能力和抗震能力，这些分部结构的单位建筑造价将有所提高。
1.3 高层住宅结构设计与经济性的关系 住宅的层高直接影响住宅的造价，因为层高增加，墙体面积和柱体积增加，并增加结构的自重，会增加基础和柱的承载力，并使水卫和电气的管线加长。降低层高，可节省材料、节约能源，有利于抗震，节省造价。同时，除降低层高可以减少住宅建筑总高度，缩小建筑之间的日照距离，所以降低层高能也取得节约用地的效果。 在相同建筑面积时，住宅建筑平面形状不同，住宅的外墙周长系数也不相同。显然平面形状越接近方形或圆形，外墙周长系数越小，外墙砌体、基础、内外表面装修等也随之减少，并且受力性能好，造价会降低。考虑到住宅的使用功能和方便性，通常单体住宅建筑的平面
2、 建筑结构设计优化方法的应用及实践价值
2.1 结构设计优化方法的应用 结构设计优化方法和技术的应用具体体现在房屋工程结构总体的优化设计和房屋工程分部结构的优化设计两方面。其中房屋工程分部结构的优化设计包括：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含选型、布置、受力分析、造价分析等内容，并应在满足设计规范和使用要求的前提下，结合具体工程的实际情况，围绕其综合经济效益的目标进行结构优化设计。
2.2 结构设计优化方法的实践价值 笔者认为，在满足建筑结构长远效益的前提下，应尽量减少建筑结构的近期投资并提高建筑结构的可靠度和合理性。与传统设计相比，采用设计优化技术可以使建筑工程造价降低5％～30％。优化技术的实现，可以最合理的利用材料的性能，使建筑结构内部各单元得到最好的协调，并具有建筑规范所规定的安全度。同时，它还可为建筑整体性方案设计进行合理的决策，优化技术是实现建筑设计的“适用、安全和经济”目标的有效途径。 形状多为矩形。
3 结构设计优化技术在建筑结构设计中的应用
3.1 直觉优化（概念设计优化）技术与建筑结构设计 对于同一建筑方案，可以有许多不同的结构布置设计；确定了结构布置的建筑物，即使在同种荷载情况下也存在不同的分析方法；分析过程中设计参数、材料、荷载的取值也不是惟一的：建筑物细部的处理更是不尽相同，这些问题是计算机无法完全解决的，都需要设计人员自己作出判断。而判断只能在结构设计的一般规律指导下，根据工程实践经验进行，这便是前面所说的概念设计。因此，概念设计存在于设计师对多种备选方案进行选择的过程中。
3.2 概念设计处理的实际建筑设计问题 概念设计所要处理的问题多种多样。但可以肯定的是希望通过概念设计，建筑结构能在各种不期而遇的外部作用下不受破坏，或将破坏程度降至最低。因此，分析如何应付建筑物可能遭遇的各种不确定因素成为概念设计的重要内容。其中，地震作用最为难以琢磨，破坏性也最大。故而，建筑设计过程中就应该未雨绸缪，从计算及构造等各个方面都要采取一些有助于提高抗震能力的措施，不利于抗震的作法则应尽量避免。刚度均匀、对称是减小地震在结构中产生不利影响的重要手段；延性设计则能有效地防止结构在地震作用下发生脆性破坏；多道设防思想能使建筑在特大地震作用下次要的构件先破坏，消耗一部分地震能量。这些抗震设防思想在整个设计过程中都应该作为概念设计的重要指导思想。
4 结语 建筑是凝固的艺术，建筑师总是希望通过建筑物表达自己的设计意图，力求艺术性和实用性的完美结合。结构师在保证安全性的前提下，当然应该敢于挑战新的结构形式，使建筑师的意图得以实现。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。
参考文献：
[1]蒋启平.工程结构优化设计的新方法[J].工业建筑，2008：15-16.转
[2]张炳华.土建结构优化设计[M].上海：同济大学出版社，2008：34-36.
[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：
