結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化精選(九篇)

前言：一篇好文章的誕生，需要你不斷地搜集資料、整理思路，本站小編為你收集了豐富的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化主題范文，僅供參考，歡迎閱讀并收藏。

第1篇：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化范文

【關(guān)鍵字】房屋結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)；建筑結(jié)構(gòu)；優(yōu)化

在進(jìn)行建筑工程施工之前，均需要依據(jù)工程實(shí)際及周邊環(huán)境，合理進(jìn)行布局設(shè)計(jì)，安排具體施工辦法，通過合理施工控制與竣工驗(yàn)收實(shí)現(xiàn)工程質(zhì)量及功能。一般而言，質(zhì)量良好，性能完善的房屋建筑，屬于建筑設(shè)計(jì)人員將建筑功能價(jià)值與建筑美學(xué)價(jià)值的整合與統(tǒng)一成果。房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)房屋建筑結(jié)構(gòu)功能、美觀及應(yīng)用價(jià)值為目標(biāo)。采取建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，是在房屋設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，進(jìn)一步優(yōu)化資源配置，最大限度實(shí)現(xiàn)房屋現(xiàn)實(shí)需求。本文結(jié)合某工程實(shí)際，探究建筑機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化重要性及其具體辦法。

一、工程概況

本建筑工程位于廣東省揭陽市，屬于商業(yè)住宅建筑，其建筑面積為32680O，地上設(shè)計(jì)32層，地下設(shè)計(jì)2層，建筑主體商業(yè)部分層高設(shè)計(jì)為4.9m，住宅部分層高設(shè)計(jì)為3.0m，建筑總高度為98m。該工程建筑基礎(chǔ)持力層屬于稍密卵石層，設(shè)計(jì)為平板式樁筏基礎(chǔ)，建筑結(jié)構(gòu)體系應(yīng)用剪力墻結(jié)構(gòu)。為確保該房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量，提出應(yīng)用房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法，對該建筑工程進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化，以實(shí)現(xiàn)建筑工程質(zhì)量及功能，實(shí)現(xiàn)其整體效益。

二、房屋建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化所依托的理論基礎(chǔ)

房屋建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其行為本身屬于技術(shù)含量高，專業(yè)性突出的活動(dòng)。設(shè)計(jì)工作人員在執(zhí)行房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)任務(wù)時(shí)，需要綜合考慮房屋建筑地質(zhì)水文、周邊環(huán)境、建筑功能需求及其各項(xiàng)性能指標(biāo)，包括建筑工程的功能指標(biāo)、美學(xué)價(jià)值指標(biāo)。功能指標(biāo)，即建筑工程作為人們生活辦公的場所，其應(yīng)具備的基礎(chǔ)性應(yīng)用功能，建筑審美指標(biāo)，指的是建筑結(jié)構(gòu)外形表現(xiàn)，給人一種結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)，外觀美感的視覺享受。在房屋建筑設(shè)計(jì)過程中，需要綜合考慮房屋性質(zhì)所要求的基礎(chǔ)性能，考慮其結(jié)構(gòu)搭配與外觀表現(xiàn)。在這種房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念下，要求設(shè)計(jì)工作人員，從多種建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案中選擇出最佳方案，通過方案優(yōu)化，完成房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)綜合目標(biāo)。換一種角度而言，通過科學(xué)化方法進(jìn)行表述，則為：結(jié)合數(shù)學(xué)知識與相關(guān)建筑學(xué)知識，在多種設(shè)計(jì)方案中選擇出與整體設(shè)計(jì)目標(biāo)相符，最適宜的設(shè)計(jì)方案。

房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化，指的是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，需要進(jìn)行設(shè)計(jì)理念更新，選擇應(yīng)用具備先進(jìn)性與科學(xué)性的設(shè)計(jì)篩選方案，優(yōu)選出各方面達(dá)到最佳效果的一種設(shè)計(jì)方法。建筑工程其內(nèi)部結(jié)構(gòu)錯(cuò)綜復(fù)雜，所涉及的系統(tǒng)較多，為實(shí)現(xiàn)建筑工程結(jié)構(gòu)完美協(xié)調(diào)，發(fā)揮最佳功能優(yōu)勢，需要重視并應(yīng)用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法。一般而言，建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化，主要以房屋頂部、房屋、房屋細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化為中心，依據(jù)實(shí)際需求，合理優(yōu)化布局，在優(yōu)化結(jié)構(gòu)過程中，實(shí)現(xiàn)建筑工程的整體效益。建筑設(shè)計(jì)要求，房屋平面結(jié)構(gòu)表現(xiàn)應(yīng)平整，盡量降低平面建造質(zhì)量與房屋剛性結(jié)構(gòu)之間所存在的差異，彰顯出建筑工程對稱美感，確保在出現(xiàn)較大水平作用力狀況下，建筑結(jié)構(gòu)不會(huì)出現(xiàn)扭曲及不安全狀況。在確保房屋建筑基礎(chǔ)功能前提下，需要采取豎直貫通方式的承重結(jié)構(gòu)，以提高建筑工程承受豎直作用力的承受能力。依據(jù)漸變規(guī)律，進(jìn)行房屋豎向剛性程度指標(biāo)設(shè)計(jì)，防止出現(xiàn)剛性結(jié)構(gòu)角度突變。

三、房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的現(xiàn)實(shí)意義分析

在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，綜合應(yīng)用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方式，有助于實(shí)現(xiàn)建筑工程現(xiàn)實(shí)應(yīng)用功能、外觀美感與整體經(jīng)濟(jì)效益，通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化，還可以實(shí)現(xiàn)建筑成本節(jié)約，加強(qiáng)建筑生態(tài)環(huán)境保護(hù)，簡而言之，采取建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化，有助于實(shí)現(xiàn)房屋建筑整體效益。在市場經(jīng)濟(jì)大環(huán)境下，建筑商在進(jìn)行房屋建筑設(shè)計(jì)施工中，要求確保建筑工程基礎(chǔ)應(yīng)用能力的基礎(chǔ)性，最大限度降低房屋建筑設(shè)計(jì)成本，降低施工成本，從而降低建筑投資。確保房屋建筑結(jié)構(gòu)合理穩(wěn)定，滿足用戶不同層次需求，是實(shí)現(xiàn)建筑工程整體效益的基礎(chǔ)性保障。

社會(huì)實(shí)踐證明，與傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式相比，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案優(yōu)化，能夠降低房屋30%左右的成本，且通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化，可以更好實(shí)現(xiàn)建筑工程資源合理配置，實(shí)現(xiàn)建筑材料的充分利用，更好協(xié)調(diào)建筑單元，發(fā)揮建筑功能優(yōu)勢；通過創(chuàng)新設(shè)計(jì)，在保證建筑安全性基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)更高標(biāo)準(zhǔn)，通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)最佳效益。

四、基于工程實(shí)例的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化策略

該建筑工程位于廣東省揭陽市，屬于商業(yè)與住宅建筑，為實(shí)現(xiàn)更好效果，決定對該建筑工程進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化具體策略如下：

（一）結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)

房屋建筑整體設(shè)計(jì)優(yōu)化可以分為三個(gè)環(huán)節(jié)，分別為變量的選擇與確定、確定函數(shù)與條件衡量。其中，變量的選擇與確定，指的是對設(shè)計(jì)方案存在著重要影響因素的參數(shù)值，作為變量為設(shè)計(jì)人員所選擇應(yīng)用。如該建筑工程的目標(biāo)參數(shù)主要包括建筑價(jià)格參數(shù)，預(yù)期損失參數(shù)，工程控制參數(shù)、房屋結(jié)構(gòu)可靠性參數(shù)等。在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員選擇變化幅度較小的參數(shù)作為重要參考指標(biāo)，會(huì)降低建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難度系數(shù)。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)眾多相似函數(shù)中，需要選擇出與房屋橫截面尺寸及鋼筋尺寸面積函數(shù)最適應(yīng)函數(shù)，選擇該函數(shù)并分析函數(shù)性質(zhì)，通過函數(shù)優(yōu)化，降低房屋建筑成本。條件衡量，重點(diǎn)表現(xiàn)為房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)約束指標(biāo)，具體而言為建筑房屋尺寸、架構(gòu)剛性、受力限度、結(jié)構(gòu)確定性、變形限度、組建規(guī)格等。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化過程中，設(shè)計(jì)人員結(jié)合該工程實(shí)際情況，明確工程約束性條件，確保該工程條件滿足相關(guān)要求，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)結(jié)果最優(yōu)化。

（二）合理選擇計(jì)算方法

房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中會(huì)應(yīng)用到較多計(jì)算程序，而建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化的過程，則屬于建筑工程復(fù)雜變量、約束性條件及其他設(shè)計(jì)條件的計(jì)算過程。在進(jìn)行數(shù)據(jù)驗(yàn)算過程中，多將約束性條件進(jìn)行轉(zhuǎn)變，設(shè)置為不附帶約束條件問題，從而確保計(jì)算精度，減少計(jì)算時(shí)間。如該工程筏基礎(chǔ)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型為：

Min A=F（XAi，YAj）

S、T，P≤f

Pmax≤1.2f

其中，XAi與YAj代表自變量，p代表基礎(chǔ)底面平均壓力設(shè)計(jì)值，f代表地基承載力設(shè)計(jì)值，采取漸進(jìn)搜索法進(jìn)行模型求解，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化。

（三）選擇應(yīng)用最優(yōu)程序

在房屋結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)后，科學(xué)選擇計(jì)算方法，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行模型程序最優(yōu)化處理。最優(yōu)設(shè)計(jì)程序，需要表現(xiàn)出功能完善，運(yùn)轉(zhuǎn)高效，其程序多是由多個(gè)分程序相組合構(gòu)成的綜合程序，從而發(fā)揮作用。

（四）分析統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，確定最佳方案

在完成數(shù)據(jù)計(jì)算后，設(shè)計(jì)人員需要統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析，研究并獲取不同建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案之間存在的異同，通過綜合分析與綜合衡量，最終確定出符合工程實(shí)際的最佳方案。在統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析過程中，要求設(shè)計(jì)人員多層思考，綜合考慮細(xì)節(jié)，科學(xué)處理工程技術(shù)與工程經(jīng)濟(jì)效益之間的關(guān)系。

五、結(jié)語

為實(shí)現(xiàn)建筑工程經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益，提出對房屋建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化。結(jié)合工程實(shí)例，從房屋建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化所依托的理論基礎(chǔ)出發(fā)，探究房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的現(xiàn)實(shí)意義，社會(huì)實(shí)踐證明，通過建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化，有助于實(shí)現(xiàn)建筑工程整體效益，研究其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化具體策略，通過結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)、合理選擇計(jì)算方法、選擇應(yīng)用最優(yōu)程序、分析統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)確定最佳方案，實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)建筑工程整體效益。

參考文獻(xiàn)

[1]尹英華.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].城市建設(shè)理論研究（電子版），2013，（19）.

[2]閆新紅，王雄飛.淺談房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化[J].房地產(chǎn)導(dǎo)刊，2014，（2）：44-44.

第2篇：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化范文

【關(guān)鍵詞】結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；優(yōu)化

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目標(biāo)是“安全、適用、經(jīng)濟(jì)”，對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化的目的就是使有限的空間、資源效果最大化，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化工作就顯得非常的重要。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的方法就是合理的利用材料的性能，合理的利用結(jié)構(gòu)體系的受力特性，合理的結(jié)構(gòu)布置，使結(jié)構(gòu)內(nèi)部各單元得到最好的協(xié)調(diào)，達(dá)到規(guī)范所規(guī)定的安全度，并使其使用功能得到最大的滿足。下面將通過幾個(gè)方面對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化進(jìn)行探討，以期與廣大結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員共勉。

1　結(jié)構(gòu)整體分析

在承載各種作用的時(shí)候，建（構(gòu)）筑物總是以整個(gè)結(jié)構(gòu)體系協(xié)同工作的，結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)劣是這個(gè)建（構(gòu)）筑物的先天基礎(chǔ)。合理的結(jié)構(gòu)體系可以在安全、經(jīng)濟(jì)、適用等方面做到更好的協(xié)調(diào)。

1.1　結(jié)構(gòu)形式的選擇及結(jié)構(gòu)布置

同一建筑方案，可以采用多種結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行設(shè)計(jì)。建筑工程常用的結(jié)構(gòu)體系有框架結(jié)構(gòu)、框架剪力墻結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)等。每一種結(jié)構(gòu)形式的經(jīng)濟(jì)性都有所差別，且都有其相應(yīng)的適應(yīng)性、抗震性能。因此，設(shè)計(jì)人員在建筑結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)化選擇過程中，要根據(jù)建筑物使用功能的要求、建筑高度的不同、場地條件等因素，按照經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠的設(shè)計(jì)原則，保證結(jié)構(gòu)整體具有良好的抗震性能、足夠的承載力和剛度的前提下，選擇最合適的結(jié)構(gòu)體系。

結(jié)構(gòu)布置要求結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者具有化繁為簡、了解各種結(jié)構(gòu)特性并對其出現(xiàn)的各種狀況采取相應(yīng)措施的能力。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，在基本滿足建筑師設(shè)計(jì)意圖的基礎(chǔ)上，平面布置應(yīng)盡量規(guī)則、對稱，盡量縮小質(zhì)心和剛心的距離；使建筑物在水平荷載作用下不致產(chǎn)生太大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。豎向布置應(yīng)在滿足功能要求的前提下，盡量使豎向承重構(gòu)件上下貫通且豎向剛度最好不要突變，否則突變處在水平荷載作用下會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的應(yīng)力集中現(xiàn)象，這對結(jié)構(gòu)抵抗水平動(dòng)力荷載是十分不利的。

筆者設(shè)計(jì)的某值班宿舍樓，平面尺寸為7×38m，平面雖然很規(guī)則，但很狹長，結(jié)構(gòu)布置的時(shí)候，做到了結(jié)構(gòu)剛心與質(zhì)心非常的接近，但計(jì)算后的結(jié)果卻不能令人滿意，第一周期是扭轉(zhuǎn)周期，對于結(jié)構(gòu)的抗震是非常不利的。究其原因就是結(jié)構(gòu)平面過于狹長，平面剛度不足，造成兩端振動(dòng)不同步引起了扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。在增大了兩端柱截面之后，雖然第一、二周期變成了平動(dòng)周期，但第一扭轉(zhuǎn)周期與第一平動(dòng)周期的比值大于0.9。雖然抗震規(guī)范對多層建筑的周期比并不做要求，但參考高層規(guī)范的規(guī)定，比值過大的情況下結(jié)構(gòu)的抗震性能并不是很好。于是筆者在兩端墻體交接處各增加了一根柱子，使得兩端的剛度進(jìn)一步增強(qiáng)，且柱的布置不影響使用，結(jié)構(gòu)的周期比小于了0.9，而且由于結(jié)構(gòu)布置的時(shí)候剛心和質(zhì)心是非常接近的，因此結(jié)構(gòu)的抗震性能是非常好的。

1.2　功能要求

每一個(gè)建（構(gòu)）筑物都有其預(yù)定的功能要求，設(shè)計(jì)者甚至不能滿足其無限擴(kuò)大的功能要求，而功能要求往往也會(huì)與結(jié)構(gòu)形式產(chǎn)生沖突。當(dāng)為了更大滿足功能要求而不能采取更優(yōu)的結(jié)構(gòu)形式使造價(jià)增加，或者采取更優(yōu)的結(jié)構(gòu)形式使造價(jià)降低卻但限制了一些功能上的要求時(shí)，設(shè)計(jì)者應(yīng)當(dāng)與建設(shè)方協(xié)調(diào)，在功能要求和結(jié)構(gòu)形式上互相做出讓步，以確定雙方都滿意的結(jié)構(gòu)方案。比如框架結(jié)構(gòu)、框剪結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、簡體結(jié)構(gòu)等滿足使用者自由布置空間的能力是不同的，一般情況下按上述排序該能力是越來越弱的，但結(jié)構(gòu)體系的剛度卻是越來越強(qiáng)的，適用的最大高度是越來越高的。當(dāng)某建筑物的高度接近框架結(jié)構(gòu)的適用最大高度時(shí)，其結(jié)構(gòu)成本相對是比較高的，可以考慮采用框剪結(jié)構(gòu)，如建設(shè)方認(rèn)為框剪結(jié)構(gòu)影響了其功能使用，且結(jié)構(gòu)成本對其影響不大時(shí)亦可繼續(xù)采用框架結(jié)構(gòu)。但通過溝通，在采用框架結(jié)構(gòu)的同時(shí)，在不影響其功能要求的某些位置設(shè)置少量的剪力墻以加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度則不失為更優(yōu)的結(jié)構(gòu)方案。

2　改變約束條件

改變約束條件是進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的一種有效的手段。

某水廠水池，由于施工單位的失誤，池壁鋼筋產(chǎn)生嚴(yán)重的偏位，按偏位后的截面進(jìn)行復(fù)核，池壁承載力已經(jīng)不夠。筆者采用增加約束的辦法進(jìn)行處理。將池壁上部的走道板強(qiáng)化設(shè)計(jì)，作為池壁的上部約束，經(jīng)復(fù)核此情況下偏位后的鋼筋滿足要求。

某門式剛架廠房，筆者最初設(shè)計(jì)時(shí)對剛架的底部按固端約束進(jìn)行計(jì)算，發(fā)現(xiàn)剛架的基礎(chǔ)非常大，造價(jià)很高。后經(jīng)優(yōu)化，減掉部分約束，改為鉸接，基礎(chǔ)尺寸大為減小，柱腳構(gòu)造施工難度變小，且上部構(gòu)件截面增大不多，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

3　構(gòu)件分析

每一種結(jié)構(gòu)構(gòu)件都有其最經(jīng)濟(jì)的使用范圍，每一種截面尺寸均有其最經(jīng)濟(jì)的承載狀況。通過構(gòu)件分析進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化的目標(biāo)是使構(gòu)件的截面尺寸更合理，充分發(fā)揮材料的結(jié)構(gòu)性能。

筆者在設(shè)計(jì)水處理構(gòu)筑物的時(shí)候，通過采用通用計(jì)算軟件分析發(fā)現(xiàn)控制構(gòu)件配筋的最不利彎矩衰減得非常的快，這些在普通的靜力計(jì)算中是察覺不到的。根據(jù)這個(gè)特性，在大尺寸的池壁設(shè)計(jì)中，可以采取沿高度逐漸減小池壁厚度和逐漸減少配筋量的方法來更合理的發(fā)揮材料的性能，取得更好經(jīng)濟(jì)效益。

犧牲某些結(jié)構(gòu)構(gòu)件的部分經(jīng)濟(jì)性，達(dá)到更高的整體經(jīng)濟(jì)效益則是另一種結(jié)構(gòu)優(yōu)化的方向。例如，常規(guī)梁經(jīng)濟(jì)性最好，但嚴(yán)重影響建筑層高，尤其是在目前土地資源有限的情況下，其不一定能實(shí)現(xiàn)整體經(jīng)濟(jì)效益的最大化。寬扁梁能減少梁的截面高度，增加建筑物的凈高。在建筑物總高度限制的情況下，可以增加層數(shù)，以獲得更多的建筑面積。雖然寬扁梁在經(jīng)濟(jì)指標(biāo)上與常規(guī)梁相比并非最優(yōu)，但對比整體經(jīng)濟(jì)效益和結(jié)構(gòu)增加的投資，整體經(jīng)濟(jì)效益大時(shí)，做寬扁梁設(shè)計(jì)是個(gè)值得考慮的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方向。

4　材料選擇的優(yōu)化

結(jié)構(gòu)承載能力的載體就是材料，工程實(shí)踐證明，設(shè)計(jì)階段合理選擇建筑材料，控制材料單價(jià)或工程量，是控制工程造價(jià)的有效途徑。建筑材料應(yīng)盡量選用性價(jià)比高的高強(qiáng)度建筑材料。例如HPB300、HRB335和HRB400這三種鋼材的價(jià)格比較接近，但它們的抗拉強(qiáng)度值是270：300：360=1：1.11：1.33，可見采用高強(qiáng)鋼筋的性價(jià)比高。采用高強(qiáng)度鋼筋減少了用鋼量的同時(shí)，還減少了施工量，增加施工可操作性，減少了施工難度。當(dāng)柱截面由軸壓比控制導(dǎo)致尺寸過大時(shí)，可以采用更高等級的混凝土，以達(dá)到減小結(jié)構(gòu)尺寸，增加使用空間的目的。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者可以與建筑設(shè)計(jì)者協(xié)調(diào)采用輕質(zhì)高效的建筑材料，如填充墻材料宜采用輕質(zhì)墻體，屋面采用輕質(zhì)防水材料等，這些材料的使用既可增加室內(nèi)的使用空間，也能減輕結(jié)構(gòu)自重，減小地震作用，進(jìn)而減少結(jié)構(gòu)主要受力構(gòu)件的用鋼量和混凝土用量，減少了結(jié)構(gòu)部分的投資。

5　計(jì)算模型的優(yōu)化

實(shí)際結(jié)構(gòu)是很復(fù)雜的，完全按照結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況進(jìn)行力學(xué)分析是不可能的，對工程設(shè)計(jì)而言也是沒有必要的。因此結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，都需要采用某個(gè)計(jì)算模型對結(jié)構(gòu)實(shí)際狀況進(jìn)行簡化模擬，計(jì)算出結(jié)構(gòu)在各種工況下的效應(yīng)。結(jié)構(gòu)計(jì)算模型的準(zhǔn)確性決定了計(jì)算結(jié)果的合理性及對工程設(shè)計(jì)的指導(dǎo)意義。

縱觀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件的發(fā)展歷史，就是結(jié)構(gòu)計(jì)算模型提高準(zhǔn)確性的發(fā)展歷史。在計(jì)算機(jī)高度發(fā)達(dá)和通用計(jì)算逐漸普及的今天，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者擁有了更多的選擇對結(jié)構(gòu)進(jìn)行更為合理的模擬計(jì)算，設(shè)計(jì)者可以得到更為準(zhǔn)確的結(jié)果，從而更為合理有效的進(jìn)行材料配置，提高經(jīng)濟(jì)效益。

由于業(yè)主功能需求的變化，某已建成的建筑物空間布置發(fā)生了較大的改變，部分樓板荷載超出了原設(shè)計(jì)的規(guī)定。筆者在對此建筑物結(jié)構(gòu)進(jìn)行技術(shù)鑒定時(shí)，考慮到原結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是采用梁柱模型計(jì)算的，樓板并未直接參與計(jì)算，僅估計(jì)了對梁剛度的影響，可能實(shí)際結(jié)構(gòu)承載能力還有一定的富余。筆者采用了梁柱與板殼元共同工作的計(jì)算模型進(jìn)行復(fù)核，并對其局部荷載進(jìn)行精確施加。最終驗(yàn)算的結(jié)果表明原結(jié)構(gòu)基本能滿足要求，僅需進(jìn)行小的調(diào)整即可滿足結(jié)構(gòu)安全。

在水處理構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)中，水池底板的設(shè)計(jì)一直都沿用傳統(tǒng)的倒樓蓋法，整個(gè)底板的地基反力是按均布荷載布置的，這與實(shí)際的受力狀況有很大的不同，造成了底板用鋼量過大的結(jié)果。在使用通用計(jì)算已成為可能的今天，可以考慮采用更為接近實(shí)際狀況的有限元模型進(jìn)行受力分析，并以此結(jié)果指導(dǎo)配筋將會(huì)更為合理且更為經(jīng)濟(jì)。

第3篇：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化范文

（廣東美的制冷設(shè)備有限公司，廣東 佛山 528311）

【摘　要】隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步以及經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人類的生活環(huán)境也變得開始漸漸的惡化了。人們對空調(diào)也開始漸漸的形成了依賴，然而，空調(diào)的能耗比較大，并且，其對環(huán)境有很嚴(yán)重的負(fù)面影響。隨著現(xiàn)在全球變暖的情況越來越嚴(yán)重，這種問題已經(jīng)嚴(yán)重的困擾了相關(guān)人士。因此，對空調(diào)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的設(shè)計(jì)問題變得越來越急迫，需要受到更大的重視。

關(guān)鍵詞 空調(diào)結(jié)構(gòu)；優(yōu)化設(shè)計(jì)；節(jié)能

0　引言

現(xiàn)在，全世界對能源和環(huán)境問題都是一直非常重視的，各個(gè)國家都制定了相關(guān)的法規(guī)來解決現(xiàn)在的環(huán)境問題?？照{(diào)的能源消耗一直都非常嚴(yán)重，對環(huán)境保護(hù)的問題作為重點(diǎn)的檢測對象，由于空調(diào)的耗能比較多，因此，其對地球的環(huán)境存在很大的影響，導(dǎo)致消耗大量能源的空調(diào)變得不被看好，因?yàn)椋照{(diào)的年耗電量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)的超過了洗衣機(jī)、電視和冰箱，因此，它已經(jīng)不符合現(xiàn)在的可持續(xù)發(fā)展趨勢。導(dǎo)致世界各地生產(chǎn)空調(diào)的國家都開始制定了節(jié)能的法規(guī)，禁止廠家生產(chǎn)高耗能的空調(diào)。壓縮機(jī)其作為空調(diào)的核心，對整個(gè)機(jī)體起著決定性的作用。如果壓縮機(jī)選擇的額定制冷量太小，對制冷系統(tǒng)也存在一定的影響，這樣也就達(dá)不到設(shè)計(jì)的要求。如果壓縮機(jī)選擇的額定制冷量太大，就會(huì)導(dǎo)致其消耗的功率也會(huì)增大，而且，能耗高的壓縮機(jī)價(jià)格一般也比較高，這也涉及到要考慮公司的成本問題。我們在配選高效率的空調(diào)系統(tǒng)時(shí)，不能隨意的增大換熱器甚至超過其允許值，這樣將會(huì)導(dǎo)致壓縮機(jī)產(chǎn)生故障。因此在選配壓縮機(jī)的時(shí)候，一定要選用小排量的壓縮機(jī)，這是提高壓縮機(jī)能效的關(guān)鍵。本次，筆者對優(yōu)化空調(diào)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)的分析，希望能通過此次分析來解決這個(gè)問題，也希望能為目前的節(jié)能問題提出更好的解決辦法。

1　現(xiàn)階段我國空調(diào)設(shè)計(jì)存在的一些不足

1.1　環(huán)保材料使用較少

現(xiàn)在，我們面對著大量的不可再生資源的消失，導(dǎo)致全世界都開始出現(xiàn)了能源危機(jī)，由此可見，現(xiàn)在的能源問題已經(jīng)十分嚴(yán)重了。除此之外，隨著現(xiàn)在能源的大量消耗，也給環(huán)境帶來了很多的污染問題，例如，我們國家的環(huán)境污染就十分嚴(yán)重。我國使用的主要能源是煤、石油和天然氣，在這些能源使用的同時(shí)非常容易造成環(huán)境的污染，例如：空氣污染以及水污染，這種對人們的生活環(huán)境造成嚴(yán)重影響的行為讓我們開始對此進(jìn)行深思?，F(xiàn)在，某些空調(diào)設(shè)備依然在使用氟利昂作為制冷劑，但是，據(jù)我們所知，氟利昂對臭氧層有嚴(yán)重的破壞，并且，無法恢復(fù)。因此，作為加劇全球變暖情況的氟利昂的空調(diào)已經(jīng)被人們慢慢摒棄。為了人們能夠過上更加舒適的生活，真的不應(yīng)該再繼續(xù)使用能給環(huán)境帶來嚴(yán)重影響的物質(zhì)了，不能以損害子孫后代的利益為代價(jià)來繼續(xù)使用那些了。因此，現(xiàn)在環(huán)保材料使用過少的局面已經(jīng)到了社會(huì)的重視，我們也必須開始尋找更加合適的方法來消除現(xiàn)在這種形式了。

1.2　制冷效果不高

由于我國科學(xué)技術(shù)水平比其他發(fā)達(dá)國家的水平低很多，導(dǎo)致我國使用的能源方面浪費(fèi)，同時(shí)，空調(diào)的制冷效果也不高。為此，我國在此方面應(yīng)該大力的加強(qiáng)了。相關(guān)人員把室內(nèi)機(jī)的風(fēng)道和貫流風(fēng)扇的直徑加大，在適當(dāng)?shù)男拚灹黠L(fēng)道曲線的同時(shí)也會(huì)改善渦流噪聲和出風(fēng)量蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)，在這種改變了空調(diào)輸入輸出的方式后，可以明顯的體現(xiàn)出空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)量確實(shí)增大了，其能力也被明顯的加強(qiáng)了，也明顯節(jié)約了能源的消耗。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：空調(diào)機(jī)在結(jié)構(gòu)上的優(yōu)化對節(jié)省電力，促進(jìn)空調(diào)的發(fā)展有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2　優(yōu)化空調(diào)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的必要性

2.1　降低能耗

現(xiàn)在，我們面對著大量的不可再生資源的消失，導(dǎo)致全世界都開始出現(xiàn)了能源危機(jī)，由此可見，現(xiàn)在的能源問題已經(jīng)十分嚴(yán)重了。對此，相關(guān)人士一直在思考用什么新能源來代替日常能源的消耗。我們發(fā)現(xiàn)：建筑旁邊種植的大量的樹木不但有防風(fēng)、阻隔噪聲、減少灰塵和美化環(huán)境的作用，而且，對于建筑隔熱和節(jié)能也有重要的作用。因此，在空調(diào)建筑周圍種植大片的樹木能夠降低溫度，減少建筑物吸收的太陽能，降低了建筑的溫度，這樣既能改變現(xiàn)有的被污染的環(huán)境，又能降低夏季空調(diào)的使用，完全實(shí)現(xiàn)了空調(diào)的節(jié)能。就像這樣的想法我認(rèn)為是最貼切我國可持續(xù)發(fā)展的，也是降低能耗的最好的方法。

2.2　節(jié)約成本

節(jié)約使用成本對空調(diào)優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的又一個(gè)重要的因素，由于空調(diào)使用的大部分都是不可再生的資源來，并且，其耗電量又是非常大的，我國目前也在面對著能源的危機(jī)。由于某些空調(diào)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，其經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)很多的問題，這樣來說，其維修時(shí)的費(fèi)用也非常貴，本來空調(diào)的價(jià)格就挺高的了，加上其電費(fèi)以及維修費(fèi)等使用費(fèi)用讓我們漸漸被壓的喘不過氣。因此，空調(diào)對于人們的生活質(zhì)量應(yīng)該是提高的，而不是作為一種負(fù)擔(dān)強(qiáng)壓在人們的身上。這樣，不但降低了人們生活的舒適程度，同時(shí)也降低了人們的工作熱情，不利于國家的長遠(yuǎn)發(fā)展，也不符合我國可持續(xù)發(fā)展的觀念。

3　空調(diào)可持續(xù)化設(shè)計(jì)的方法

3.1　加大環(huán)保型材料的開發(fā)和應(yīng)用

制冷除濕設(shè)備是基于濃溶液自然吸收空氣中水氣的原理。這種無毒無害的濃鹽溶液，在對空氣制冷、除濕和凈化的同時(shí)，不需要更換，也不會(huì)減少。當(dāng)濃鹽溶液被加熱時(shí)，水又以熱的濕蒸汽的形式回到空氣中，在系統(tǒng)的任何地方不會(huì)形成結(jié)露。鹽溶液本身又是自然的消毒劑，只要經(jīng)過一次處理，就可消滅新風(fēng)中大量的細(xì)菌、微生物并去除異味。

3.2　優(yōu)化空調(diào)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)節(jié)約能源

空調(diào)的研發(fā)在近年來還有一些新的技術(shù)正在由科學(xué)家們研發(fā)并逐步的優(yōu)化。隨著人們生活的日益進(jìn)步，他們對美觀的要求也變得十分嚴(yán)格，因此，其必然已經(jīng)成為空調(diào)的未來發(fā)展，然而怎樣能在減小空調(diào)殼體的基礎(chǔ)上還能提空調(diào)的使用效率。除了那一系列的空調(diào)系統(tǒng)，在節(jié)能方面，我們應(yīng)該更多的去考慮使用一些清潔無污染的可持續(xù)能源，例如：風(fēng)能和太陽能等。同時(shí)，還要改造空調(diào)原有的結(jié)構(gòu)，減少空調(diào)的熱損失，并且能實(shí)現(xiàn)對空調(diào)產(chǎn)生的熱損失進(jìn)行有效地回收利用，這樣一來既能節(jié)約能源，又滿足了國家可持續(xù)發(fā)展的觀念。目前隨著互聯(lián)網(wǎng)的飛速，讓我們看到了網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢，我們可以發(fā)展與網(wǎng)絡(luò)想配合使用的控制系統(tǒng)，在空調(diào)的內(nèi)部增加一些智能的控制結(jié)構(gòu)，這樣可以讓電能使用的更加節(jié)約和適當(dāng)。這種改善的空調(diào)能夠有效的提升我國多方面的能力，在進(jìn)行思考的同時(shí)要多參考國內(nèi)外的新技術(shù)和新手段，把他們的經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)過來，可以減少走錯(cuò)路的機(jī)會(huì)，同時(shí)面對這些經(jīng)驗(yàn)不能僅僅照搬照抄，只有通過多方面的學(xué)習(xí)和思考，通過不斷的補(bǔ)充新的知識，設(shè)計(jì)出最適合自己發(fā)展的空調(diào)結(jié)構(gòu)。這樣被設(shè)計(jì)出的空調(diào)能效可以達(dá)到降低成本、節(jié)約環(huán)保的效果，能夠在空調(diào)產(chǎn)品的市場顯示出極大的優(yōu)勢，為我國空調(diào)發(fā)展起一個(gè)良好的帶頭作用，并且，更加的促進(jìn)我國空調(diào)產(chǎn)品的發(fā)展。

4　結(jié)語

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展以及社會(huì)的快速進(jìn)步，在空調(diào)的設(shè)計(jì)生產(chǎn)中得到了新技術(shù)的應(yīng)用，同時(shí)通過不斷的對此進(jìn)行優(yōu)化使空調(diào)能夠越來越節(jié)能，希望這一問題能夠得到有效的解決。這樣，能夠使人們在享受清涼的夏季以及溫暖的冬季時(shí)能夠不用害怕會(huì)對自然造成損害，同時(shí)，這樣也可以為后代留下更多的資源。我認(rèn)為，可持續(xù)的發(fā)展應(yīng)該是我們國家，以及全世界的發(fā)展趨勢。

參考文獻(xiàn)

［1］莊宇.淺談現(xiàn)代建筑空調(diào)系統(tǒng)中的新技術(shù)及節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].建筑與發(fā)展,2013(10):1088.

［2］周威,霍鵬.淺談暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中存在的問題及優(yōu)化策略[J].河北企業(yè),2012(06):108-109.

第4篇：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化范文

【關(guān)鍵詞】結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化；設(shè)計(jì)技術(shù)；房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；應(yīng)用

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，由于土地價(jià)格市場的變化，不斷上漲的土地價(jià)格給開發(fā)商的建筑總成本控制帶來了極大的壓力，同時(shí)，人們對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，將對變化影響不大的參數(shù)定為預(yù)定參數(shù)，通過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)化問題，設(shè)定計(jì)算方案時(shí)，常將有約束條件轉(zhuǎn)變?yōu)闊o約束條件來計(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)踐的過程中，要注意下面的幾個(gè)問題。

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，那么我們就能針對不同的建筑類別，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）與宏觀把握相對應(yīng)的，設(shè)計(jì)的過程同時(shí)要注意對于細(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級鋼和冷軋帶肋鋼市場價(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)場地質(zhì)條件選擇樁基類型，盡量節(jié)省造價(jià)。樁端持力層對灌注樁樁長的選擇影響很大，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；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)對適用、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀和便于施工的一般要求。通過使用優(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)今建筑商對于建筑結(jié)構(gòu)的效益的需求，也符合市場可持續(xù)發(fā)展的需求。

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（4）.

[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）.

[3] 馬臣杰，張良平，范重.優(yōu)化技術(shù)在深圳京基金融中心中的應(yīng)用[J]. 建筑結(jié)構(gòu)，2009（4）.

第5篇：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化范文

關(guān)鍵詞：建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；優(yōu)化技術(shù)

中圖分類號：G267文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

引言

在進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的過程中，前期合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案至關(guān)重要，因?yàn)橐粋€(gè)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案不但能夠使建筑工程在技術(shù)上達(dá)到要求，還能夠降低其在經(jīng)濟(jì)上的消耗。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化是一個(gè)涵蓋面非常廣的系統(tǒng)性問題，為此我們需要加大對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的探究力度。

一、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化概述

結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化方法主要包括兩個(gè)方面，一個(gè)是從整體出發(fā)，對結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行合理調(diào)整，通過控制位移、剛度等參數(shù)保證結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。另一個(gè)是從分部出發(fā)，對建筑物的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、上部結(jié)構(gòu)和圍護(hù)結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。對這些分部進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，需要對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行選型與布置，并進(jìn)行工程造價(jià)分析和受力分析等。在具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化中，要以建筑工程的實(shí)際情況為基礎(chǔ)，以實(shí)現(xiàn)建筑的經(jīng)濟(jì)效益和綜合效益為目標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化。另外，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)前，要對建筑的功能準(zhǔn)確掌握，在此基礎(chǔ)上盡可能地使各個(gè)平面布置的均勻、規(guī)則，使不同部位的質(zhì)量和剛度差異得到縮小，避免建筑物在水平荷載作用下發(fā)生巨大扭轉(zhuǎn)。豎向上要盡可能避免轉(zhuǎn)換層的使用，避免應(yīng)力集中問題的發(fā)生。

二、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的原則

一般來說，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化要遵循以下原則。首先就是要符合居住者的需求，也就是說要確保建筑能夠滿足居住者日常生活所需的基礎(chǔ)功能，使得居住者感覺方便舒適。其次，要充分考慮居住者的健康安全，也就是在進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，必須要把安全性和環(huán)保性放在第一位，要使建筑能夠長久使用，使得居住者感覺健康安全。然后，還要考慮到開發(fā)商的經(jīng)濟(jì)利益，因此設(shè)計(jì)師們在進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，要使建筑項(xiàng)目資源分配最優(yōu)化，盡力節(jié)省資源和成本。最后，設(shè)計(jì)師在對結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，要大膽創(chuàng)新，多借鑒和使用一些新的結(jié)構(gòu)形式和設(shè)計(jì)思路，不僅僅滿足于結(jié)構(gòu)的縱向功能齊全，應(yīng)力均勻，剛?cè)岫冗m中，還要根據(jù)建筑的特點(diǎn)，充分融入自己的創(chuàng)意和理念，使得建筑能夠“形神兼?zhèn)洹薄?/p>

三、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)

1、結(jié)構(gòu)的抗震性設(shè)計(jì)

（1）結(jié)構(gòu)抗震等級設(shè)計(jì)

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，建筑結(jié)構(gòu)按其抗震設(shè)防烈度分類，建筑的抗震等級可以根據(jù)建筑高度、烈度和結(jié)構(gòu)類型按照國家《抗震規(guī)范》附表確定。

（2）地震作用振型組合數(shù)據(jù)

當(dāng)結(jié)構(gòu)振型數(shù)大于3的時(shí)，應(yīng)該取3的整數(shù)倍進(jìn)行計(jì)算，但是該數(shù)據(jù)不可大于建筑物的層數(shù)；當(dāng)建筑的層數(shù)小于等于2時(shí)，振型數(shù)則可以取建筑層數(shù)。對于那些不規(guī)則的結(jié)構(gòu)，應(yīng)當(dāng)考慮扭耦聯(lián)轉(zhuǎn)，對于高層的建筑來說，振型數(shù)應(yīng)當(dāng)取大于等于9的數(shù)；建筑的層數(shù)多或者建筑結(jié)構(gòu)的剛度突變系數(shù)較大的話，其振型數(shù)則應(yīng)該多取，例如建筑結(jié)構(gòu)中含有多塔結(jié)構(gòu)、頂部有小塔樓、轉(zhuǎn)換層等，其振型數(shù)應(yīng)盡量取大于等于12的數(shù)。

2、結(jié)構(gòu)周期性折減系數(shù)

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，填充墻的存在使得整體結(jié)構(gòu)的實(shí)際剛度要大于設(shè)計(jì)計(jì)算的剛度，計(jì)算的周期也會(huì)大于實(shí)際的周期，所以，當(dāng)算得結(jié)構(gòu)的剪力偏小時(shí)，會(huì)使結(jié)構(gòu)某些部分不太安全，因而應(yīng)該對結(jié)構(gòu)的計(jì)算周期適當(dāng)進(jìn)行折減，以達(dá)到更好的效果。對于框架結(jié)構(gòu)來說，一般采用填充墻，計(jì)算周期的折減系數(shù)可取大約0.6～0.7之間；當(dāng)填充墻采取輕質(zhì)砌塊或墻體較少時(shí)，可取0.7～0.8之間；完全采取輕質(zhì)性的墻體板時(shí)，則可以取到0.9。除非無墻的純框架，否則計(jì)算周期盡量適當(dāng)折減。

3、重視節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)原則

在結(jié)構(gòu)體系中的節(jié)點(diǎn)是指各構(gòu)件交接之處或連接異常的地方。不同類型的構(gòu)件相連接，同一構(gòu)件截面改變之處，都會(huì)形成需要在設(shè)計(jì)圖中表示清楚的節(jié)點(diǎn)。廣義上，諸如結(jié)構(gòu)錯(cuò)層，體型改變，設(shè)置轉(zhuǎn)換層是大型節(jié)點(diǎn)。當(dāng)強(qiáng)大的荷載突然襲來之時(shí)，對于單一的構(gòu)件，力量傳遞合理，因而可以控制。對于復(fù)雜的結(jié)構(gòu)體系，各節(jié)點(diǎn)的復(fù)雜性難以預(yù)測和控制，即使從理論上保證了每個(gè)組成構(gòu)件的強(qiáng)度和剛度，但因?yàn)楦鱾€(gè)節(jié)點(diǎn)的力傳遞不順暢而出現(xiàn)應(yīng)力集中的現(xiàn)象，從而造成結(jié)構(gòu)的破壞。歷次災(zāi)害表明，從設(shè)計(jì)不合理的節(jié)點(diǎn)開始破壞的建筑占了相當(dāng)大的比例。

4、剛?cè)嵯酀?jì)的設(shè)計(jì)原則

合理的建筑結(jié)構(gòu)體系應(yīng)該是剛?cè)嵯酀?jì)的。結(jié)構(gòu)剛度過大則適應(yīng)變形能力差，強(qiáng)大的破壞力瞬間襲來時(shí)，需要承受的荷載很大，容易造成局部受損甚至最后全部毀壞；而剛度過柔的結(jié)構(gòu)雖然可以很好的釋壓、傳遞外力，但容易造成變形過大而無法運(yùn)用甚至全體傾覆。結(jié)構(gòu)是剛多一點(diǎn)好，還是柔多一點(diǎn)好， 到什么程度才算合適，這些問題需要建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師在兩者之間建立一個(gè)很好的平衡。

5、多道設(shè)防的設(shè)計(jì)原則

安全的結(jié)構(gòu)體系是多道設(shè)防的，在實(shí)際的建筑結(jié)構(gòu)中，絕大多數(shù)結(jié)構(gòu)都為超靜定結(jié)構(gòu)體系。當(dāng)?shù)卣饋砼R時(shí)，所有能夠抵抗外力的構(gòu)件都在協(xié)同工作，如果此時(shí)，局部構(gòu)件在設(shè)計(jì)或者施工中有瑕疵，一旦由于裂縫等問題影響了局部構(gòu)件承受荷載的能力，而使局部構(gòu)件產(chǎn)生破壞的話，靜定結(jié)構(gòu)體系破壞帶來的后果是不堪設(shè)想。近幾年國家把這方面的抗震規(guī)范補(bǔ)充的更加細(xì)致，超靜定結(jié)構(gòu)體系的應(yīng)用，尤其是在砌體結(jié)構(gòu)的樓梯間處的表現(xiàn)尤為突出。這時(shí)候，如果把“生存”的希望全部寄托在某個(gè)單一的構(gòu)件上，是相當(dāng)危險(xiǎn)的。超靜定結(jié)構(gòu)體系，僅僅理解為縱抗震墻或者框架柱設(shè)置為縱貫三道，是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。當(dāng)我們設(shè)計(jì)較為復(fù)雜的高層建筑時(shí)，也要考慮到局部破壞對整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響。理解和活用超靜定結(jié)構(gòu)體系就體現(xiàn)了多層設(shè)置防線的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思路。

6、概念優(yōu)化設(shè)計(jì)與分部結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)相互結(jié)合

概念優(yōu)化設(shè)計(jì)對結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性具有重要作用。可以肯定的說，經(jīng)過概念優(yōu)化設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)是能在各種各樣可能出現(xiàn)的環(huán)境情況作用下使房屋破壞程度最小的。所以，研究分析如何應(yīng)對建筑可能遭受到的多種不確定因素是檢測結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理性的重要途徑。地震作為對結(jié)構(gòu)破壞性最大的因素之一，是結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)需要應(yīng)對的一個(gè)重要問題，因此應(yīng)驗(yàn)證建筑結(jié)構(gòu)對地震等突發(fā)事件的抵抗能力。剛度的對稱均勻是降低地震破壞力度的重要手段之一；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)防的設(shè)計(jì)思路能使建筑在特大地震作用下先破壞次要的構(gòu)件，消耗一部分地震能量，從而保證大震不倒。所以這些常用的抗震設(shè)計(jì)思想在整個(gè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)過程中都應(yīng)該引起足夠的重視，并得到應(yīng)用。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該未雨綢繆，從計(jì)算和構(gòu)造等各個(gè)方面都采取一些有助于提高建筑抗震能力的措施，盡量避免不利于抗震設(shè)防的工程作法。剛度均勻、延性設(shè)計(jì)和多道設(shè)防等思路在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中都應(yīng)該作為概念設(shè)計(jì)的重要指導(dǎo)思想。

結(jié)束語

我們常說，結(jié)構(gòu)是建筑的骨骼。好的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師總希望可以通過合理的結(jié)構(gòu)體系來增進(jìn)建筑的安全性與美感。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師應(yīng)嚴(yán)格遵循“安全、經(jīng)濟(jì)、美觀”的設(shè)計(jì)理念，努力探索更合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，使得建筑成為擁有實(shí)用性和藝術(shù)性的美妙融合。

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，（9）.

第6篇：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化范文

關(guān)鍵字：房屋建筑 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì) 應(yīng)用

房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的現(xiàn)實(shí)價(jià)值和應(yīng)用

1.1房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的現(xiàn)實(shí)價(jià)值

設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，首先要考慮的就是要滿足房屋結(jié)構(gòu)效益的長遠(yuǎn)化，在這個(gè)前提下，要最大限度的減少投資商的投資成本同時(shí)保證結(jié)構(gòu)上的科學(xué)合理。與傳統(tǒng)的房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念相比，現(xiàn)代房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用之后，能夠有效的降低工程成本，大約可以維持在10%—35%之間。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的運(yùn)用，不僅能夠?qū)⒔ú牡睦寐屎托阅馨l(fā)揮到最大值，同時(shí)也使房屋內(nèi)部的各個(gè)空間之間的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)規(guī)劃，并且符合我國相關(guān)的安全質(zhì)量規(guī)定。此外，房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的運(yùn)用還能夠?qū)Ψ课莸淖畛踉O(shè)計(jì)提供幫助，因此，優(yōu)化技術(shù)對房屋整體設(shè)計(jì)的安全、合理、舒適起著重要的作用。

1.2房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)方案和理論的應(yīng)用

房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案和理論在現(xiàn)實(shí)中的應(yīng)用主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面，即房屋總體工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化和房屋各個(gè)組成部分的設(shè)計(jì)優(yōu)化。在這其中，房屋各個(gè)組成部分的設(shè)計(jì)優(yōu)化包括很多方面，如：相關(guān)細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)部分的優(yōu)化設(shè)計(jì)、相關(guān)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)方面的優(yōu)化設(shè)計(jì)、房屋護(hù)圍結(jié)構(gòu)方面的優(yōu)化設(shè)計(jì)和房屋屋頂方面的設(shè)計(jì)優(yōu)化等，對于這些方面的設(shè)計(jì)優(yōu)化還包含很多更加細(xì)化的設(shè)計(jì)，如布置、選型、造價(jià)、受力等方面的設(shè)計(jì)優(yōu)化。相關(guān)的設(shè)計(jì)工作者應(yīng)該在滿足房屋建造的相關(guān)規(guī)定前提下，而后充分考慮造價(jià)方面的因素進(jìn)行相關(guān)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化。

二、房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的經(jīng)濟(jì)性分析

2.1房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)占地方面的經(jīng)濟(jì)性

在當(dāng)前，房屋的建造形式主要以高層和超高層為主，而房屋建造的總面積是由隔層面積之和而得，所以說，房屋的建造層數(shù)越多，相應(yīng)的總的建筑面積就會(huì)越多，由此房屋的單位建筑面積需要占用的土地面積越小。與此同時(shí)，隨著建筑層數(shù)的不斷增加，房屋高度也會(huì)隨之不斷增加，而房屋與房屋之間的間距也會(huì)隨之增加，由此可見，在房屋建造時(shí)，占地面積與房屋高度并不是按照一定比例進(jìn)行增加的。

2.2房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在造價(jià)方面的經(jīng)濟(jì)性

在進(jìn)行房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法以及所使用的建材的不同可能使整個(gè)工程的造價(jià)產(chǎn)生巨大的變化，因此在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)有必要對各種方面如結(jié)構(gòu)類型的選擇和建筑材料的選用等進(jìn)行必要的經(jīng)濟(jì)性的考慮。在相同建筑面積時(shí),住宅建筑平面形狀不同,住宅的外墻周長系數(shù)也不相同。顯然平面形狀越接近方形或圓形,外墻周長系數(shù)越小,外墻砌體、基礎(chǔ)、內(nèi)外表面裝修等也隨之減少,并且受力性能好,造價(jià)會(huì)降低。考慮到住宅的使用功能和方便性,通常單體住宅建筑的平面形狀多為矩形。根據(jù)相關(guān)的統(tǒng)計(jì)顯示，采用科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方案能夠使整個(gè)工程的造價(jià)下降10%左右，甚至有的可以達(dá)到20%。房屋結(jié)構(gòu)大多是由基礎(chǔ)、柱、梁、樓板等組成，而這些部分所需的成本造價(jià)也存在很大的差異，不同的結(jié)構(gòu)類型的工程造價(jià)是不同的。如在剪力墻結(jié)構(gòu)中，在進(jìn)行高層建筑抗震設(shè)計(jì)時(shí)短支剪力墻的抗震等級應(yīng)比相應(yīng)的剪力墻的抗震等級高一級，所以在平面設(shè)計(jì)上要盡量減少短支剪力墻的數(shù)量這樣也會(huì)相應(yīng)的減少構(gòu)造鋼筋的使用量從而減少工程造價(jià)。因此，在實(shí)際工程施工過程中，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況有針對性的進(jìn)行結(jié)構(gòu)類型選擇。

2.3高層住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性

對于高層住宅而言，其層數(shù)直接與成本造價(jià)產(chǎn)生聯(lián)系，隨著層數(shù)的不斷增加，建筑中，墻體面積、柱體面積等都會(huì)隨之增加，建筑的整體自重、基礎(chǔ)的承載能力、各種管線的長度同樣也會(huì)增加。因此設(shè)計(jì)一個(gè)合適的層數(shù)，不僅可以使得建筑材料大大節(jié)約，而且有利于抗 震性能的提升，同時(shí)，一個(gè)合適的建筑物高度還能夠使得相鄰建筑物之間的距離縮短，節(jié)約建筑用地。

結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)在房屋建筑中的應(yīng)用

3.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化應(yīng)注意前期參與

房屋建設(shè)的投資計(jì)劃在實(shí)際的過程中受很多因素的影響，影響最大的當(dāng)屬前期方案的確定，

前期方案的確定將直接影響整個(gè)建設(shè)項(xiàng)目的總投資成本，對目前而言在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)存在問題最大的也是前期方案的確定問題。在進(jìn)行房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)具體的施工人員并不將優(yōu)化設(shè)計(jì)使用在前期方案的設(shè)計(jì)之中，往往忽略考慮建筑物結(jié)構(gòu)的和理性和可行性，這樣設(shè)計(jì)出來的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)果將會(huì)對整體結(jié)構(gòu)造成很大影響，不僅增加了后期結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的困難度而且在項(xiàng)目總投資上增加了一定的成本，這些都是得不嘗試的結(jié)果。如果我們在前期方案確定是就加入結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，那么我們就能從容的針對不同的建筑類別要求，優(yōu)化選擇合理的結(jié)構(gòu)形式和設(shè)計(jì)方案，在避免上述情況發(fā)生的同時(shí)保證了工程的進(jìn)度也減少了投資商的投資資本，這是一舉兩得的最佳選擇。

3.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法

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)化計(jì)量。對于房屋工程分部結(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)、屋蓋系統(tǒng)方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)細(xì)部設(shè)計(jì)的優(yōu)化設(shè)計(jì)和維護(hù)結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)四個(gè)大的方面，同時(shí)還包括對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中選型、空間布置、受力分析和造價(jià)等幾個(gè)小的方面。在實(shí)際的優(yōu)化設(shè)計(jì)中要一切從實(shí)際出發(fā)結(jié)合具體的工程實(shí)際情況滿足設(shè)計(jì)圖的整體規(guī)劃要求，最大限度的使平面布置規(guī)則同時(shí)減少剛度和質(zhì)量中心的差異，要著重注意減少應(yīng)力集中的現(xiàn)象。在構(gòu)建結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)模型時(shí)要合理選擇主要參數(shù)以創(chuàng)建函數(shù)模型，運(yùn)用合理科學(xué)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化計(jì)算方案和計(jì)算方法將有約束條件轉(zhuǎn)換成無約束條件進(jìn)行計(jì)算最后編制相應(yīng)的運(yùn)算程序以得出最終的優(yōu)化結(jié)果。具體步驟如下：首先是對設(shè)計(jì)變量的合理選擇，要選取對設(shè)計(jì)要求影響較大的參數(shù)，并將影響較小的參數(shù)作為預(yù)定參數(shù)，采用此方法將會(huì)達(dá)到減少計(jì)算編程的工作量的效果：其次其確定目標(biāo)函數(shù)，是函數(shù)滿足設(shè)計(jì)要求的最優(yōu)解；最后進(jìn)行約束條件的確定，這里的約束條件包括應(yīng)力約束、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度約束、尺寸約束等，在保證個(gè)約束條件滿足現(xiàn)行規(guī)范要求的同時(shí)采用優(yōu)化設(shè)計(jì)合理進(jìn)行優(yōu)化是建筑物達(dá)到最完美的設(shè)計(jì)效果。

3.3概念設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)

在現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)中越來越多的因素被考慮在之中，不同于傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概念設(shè)計(jì)的理念的引入是一場思想的革新。用概念思想來進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)的方案階段根據(jù)其自身的工作經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)的理論知識，在沒有確定具體方案的情況下運(yùn)用概念設(shè)計(jì)方法在腦海中進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。概念設(shè)計(jì)主要針對設(shè)計(jì)工程中對于不同的建筑結(jié)構(gòu)采用何種設(shè)計(jì)施工方法無法確定時(shí)，這時(shí)設(shè)計(jì)人員就要根據(jù)自身經(jīng)驗(yàn)并考慮和遵循一般設(shè)計(jì)規(guī)律在不依靠計(jì)算機(jī)的情況下得到我們想要的最終結(jié)果。概念設(shè)計(jì)的引用較傳統(tǒng)設(shè)計(jì)思想而言可以迅速的、有效的對結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行構(gòu)思、比較和選擇，保證了工作的高效進(jìn)行的同時(shí)也幫助了建筑師確定整體結(jié)構(gòu)體系，使結(jié)構(gòu)體系和受力分析以一種清晰明朗的形式顯示出來，避免了后期設(shè)計(jì)的不必要的計(jì)算具有很高的安全可靠性。將概念設(shè)計(jì)得到的數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)計(jì)算得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較可以大大的提高運(yùn)算的準(zhǔn)確性。在實(shí)際設(shè)計(jì)中概念設(shè)計(jì)還表現(xiàn)在對一些外力的不確定因素堤建筑物的影響，其中影響最大的就是地震對建筑物產(chǎn)生的影響，因此在設(shè)計(jì)中就要首先將防震思想考慮其中，要多道設(shè)防思想是建筑物在地震發(fā)生時(shí)次要構(gòu)件先破壞以消耗部分地震能量，此外進(jìn)行延性設(shè)計(jì)也能有效的防止結(jié)構(gòu)發(fā)生脆性破壞，這些抗震設(shè)防思想在整個(gè)設(shè)計(jì)工程中都將作為概念設(shè)計(jì)的重要指導(dǎo)思想。概念設(shè)計(jì)是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的靈魂和核心，它貫穿于設(shè)計(jì)工程師的知識水平和設(shè)計(jì)水平也統(tǒng)領(lǐng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的全部過程。運(yùn)用結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)從整體上把握結(jié)構(gòu)的的各項(xiàng)性能，只有這樣才能對計(jì)算分析結(jié)果進(jìn)行更為科學(xué)、更為合理的采用，保證了工程師在設(shè)計(jì)之中的主導(dǎo)地位。

3.31概念設(shè)計(jì)結(jié)合細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化

概念設(shè)計(jì)應(yīng)用于沒有具體數(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)之間有很大的差異，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。與宏觀把握相對應(yīng)的，設(shè)計(jì)的過程同時(shí)要注意對于細(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級鋼和冷軋帶肋鋼市場價(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。

3.4 ANSYS在優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)先是憑借經(jīng)驗(yàn)和判斷做出結(jié)構(gòu)的初始方案，包括空間總體布置、材料選擇、結(jié)構(gòu)尺寸和制造工藝等幾個(gè)方面然后在進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，最后在力學(xué)的基礎(chǔ)上校驗(yàn)其方案的可行性，必要時(shí)需要進(jìn)行多次方案修改。在傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中結(jié)構(gòu)分析只是僅僅起到了校驗(yàn)可行性的校驗(yàn)功能。而利用ANSYS進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)分析不僅只進(jìn)行一次計(jì)算就可以完成結(jié)構(gòu)的應(yīng)力和尋優(yōu)計(jì)算而且能夠滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的約束條件實(shí)現(xiàn)目標(biāo)最優(yōu)。ANSYS軟件是融結(jié)構(gòu)、流體、電場、磁場、聲場分析已預(yù)提的大型通用有限元分析軟件，自開發(fā)以來不斷汲取新的計(jì)算技術(shù)和方法，在進(jìn)行高級分析時(shí)將有限元分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)方法合理有效的結(jié)合在一起，從而構(gòu)成了基于有限元分析技術(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。作為工程設(shè)計(jì)人員而言并不需要具備完善的理論基礎(chǔ)只需要掌握就工程所涉及的相關(guān)背景能夠?qū)⒐こ虒?shí)際問題轉(zhuǎn)換成優(yōu)化模型，這樣就可以通過使用ANSYS軟件完成工程的優(yōu)化設(shè)計(jì)，ANSYS軟件的應(yīng)用不僅大大提高了優(yōu)化設(shè)計(jì)的工作效率減少了設(shè)計(jì)過程中繁瑣的編程操作而且也大大的提高了工程計(jì)算的準(zhǔn)確性，保證了工程的整體質(zhì)量。

3.41 ANSYS結(jié)構(gòu)優(yōu)化實(shí)例

根據(jù)上述優(yōu)化過程的思路，使用ANSYS對常用的三桿桁架進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。三桿桁架結(jié)構(gòu)模型如圖2所示，桁架由三根桿組成，承受縱向和橫向載荷作用。優(yōu)化的目標(biāo)是使桁架的重量最小，其中三根桿的橫截面面積和基本尺寸B在指定范圍內(nèi)變化，每根桿的在最大應(yīng)力不超過400MPa。已知條件如下：

桁架的材料特性 彈性模量：E=2.06×105MPa，密度：ρ=7.5×10-3g/mm3，泊松比：ν=0.3，最大許用應(yīng)力：σmax=400 MPa。

幾何條件 桿的橫截面面積變化范圍：10~10000mm2，基本尺寸B的變化范圍：1000~10000mm。

集中載荷FX=5×105N，F(xiàn)Y=5×105N。

優(yōu)化設(shè)計(jì)模型是要在滿足給定的工況條件下，追求三桿桁架機(jī)構(gòu)重量的最小值。根據(jù)該問題的情況，選擇三根桿的橫截面積A1，A2，A3以及基本尺寸B為設(shè)計(jì)變量，目標(biāo)函數(shù)為桁架的重量最小，約束條件為三根桿的內(nèi)應(yīng)力在許用應(yīng)力范圍之內(nèi)以及幾何條件。所以，可以根據(jù)式（1）將該問題用優(yōu)化數(shù)學(xué)模型表示。 按照ANSYS的優(yōu)化設(shè)計(jì)過程，采用一階方法，共進(jìn)行了10次迭代，得到了優(yōu)化結(jié)果。從結(jié)果中可以看出，當(dāng)A1=2091.5mm，A2=10000mm，A3=477.6mm，B=6062.8mm時(shí)，桁架的重量為0.2261t，在滿足給定條件下三桿桁架結(jié)構(gòu)的重量達(dá)到最小。圖2給出了目標(biāo)函數(shù)（重量）的變化規(guī)律，從圖中也能直觀地看到目標(biāo)函數(shù)的整個(gè)優(yōu)化過程以及最終的結(jié)果。

圖1 桁架結(jié)構(gòu)模型圖

圖2目標(biāo)函數(shù)與迭代次數(shù)的關(guān)系圖

3.5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)場地質(zhì)條件選擇樁基類型，盡量節(jié)省造價(jià)。樁端持力層對灌注樁樁長的選擇影響很大，應(yīng)多進(jìn)行比較以確定最合適的方案。

結(jié)語：結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)在房屋建筑中的應(yīng)用，隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展、生產(chǎn)技術(shù)水平和人們生活水平的的提高以及人們對于居用建筑功能要求的不斷改變，優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)目前已經(jīng)得到了極大的推廣與發(fā)展。建筑是凝固的藝術(shù)，建筑師總是希望通過建筑物表達(dá)自己的設(shè)計(jì)意圖，力求藝術(shù)性和實(shí)用性的完美結(jié)合。結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)工作同樣是一項(xiàng)事無巨細(xì)的工作，只有在今后更多的實(shí)踐中不斷積累經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)問題和解決問題才能夠在未來的房屋建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)競爭中占得先機(jī)。對于專業(yè)設(shè)計(jì)人員來說要把提高自身職業(yè)技能和設(shè)計(jì)質(zhì)量作為終身奮斗的目標(biāo)，為國家建設(shè)行業(yè)貢獻(xiàn)自己的力量。

參考文獻(xiàn)：

[1] 柯常忠, 索海波. ANSYS優(yōu)化技術(shù)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用. 煤礦機(jī)械, 2005, 1: 9-11.

[2] 莊軼, 謝俐. 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的有限元方法分析. 山西建筑, 2007, 33(11): 66-68.

[3] 李黎明.有限元分析實(shí)用教程.[M].北京：清華大學(xué)出版.2005

[4]隋國龍，優(yōu)化技術(shù)及在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2011(3)

[5]任建飛，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，城市建設(shè)，2011(2)

[6]潘亮，房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用，科技風(fēng)，2011(12)

[7] 張炳華，王亞飛；土建結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)[M].上海：同濟(jì)大學(xué)出版社；2008，11（07）：34 - 36

[8] 張友鴻；優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)減少建筑投資成本[J].陜西建筑；2008，09（11）：12 - 13

[9]張炳華.土建結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)[M].上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，2008：34-36.

[10]汪樹玉.結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀與進(jìn)展[J].基建優(yōu)化，2007:12-13.

第7篇：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化范文

【關(guān)鍵詞】房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法；實(shí)際應(yīng)用

一、前言

近年來，人們對生活質(zhì)量的要求不斷的提高，對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)亟待解決的問題，同時(shí)也是社會(huì)各界廣泛關(guān)注的焦點(diǎn)。通過將建筑結(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)對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析與認(rèn)知，以此對建筑結(jié)構(gòu)的整體進(jìn)行優(yōu)化，是對建筑設(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。對于建筑企業(yè)來說，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，通過將建筑結(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)，通過整數(shù)變量的形式或者邏輯變量的形式來表現(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，以此對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)與優(yōu)化，以對象為標(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)場條件有限，建筑平面長度設(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，由于冬季氣溫相對較低，并且地下水深度為7m左右，地下水、降水會(huì)對混凝土造成侵蝕，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較小、變化范圍也相對較小，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)過程中，還應(yīng)該對實(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)該對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行合理的優(yōu)化，在此過程中會(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

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)：

[1]胡天水.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].中華民居，2013，（4）：45-46.

[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.

[3]白華.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[J].江西建材，2015，（13）：29.

第8篇：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化范文

【關(guān)鍵詞】房屋結(jié)構(gòu)；建筑設(shè)計(jì)；優(yōu)化技術(shù)

當(dāng)今社會(huì)對房屋建設(shè)的要求不僅僅是對質(zhì)量的要求，更高層次上是對房屋建筑結(jié)構(gòu)方面的要求。所以作為房屋建筑公司不能夠停留在陳舊的思想觀念中，應(yīng)該緊跟社會(huì)發(fā)展的步伐甚至超越社會(huì)的發(fā)展，引領(lǐng)房屋建設(shè)的發(fā)展方向。這就要求其在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中必須有滿足人類需求有效的實(shí)施優(yōu)化設(shè)計(jì)，房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)能夠使房屋具有美觀、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用等方面的特點(diǎn)，并且在建筑過程中可以節(jié)省空間，提高建筑施工的效率。

一、房屋優(yōu)化設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容

居民住房與商品房在結(jié)構(gòu)和用途上都不同，居民住房更加注重房屋優(yōu)化設(shè)計(jì)。房屋優(yōu)化設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括結(jié)構(gòu)是否實(shí)用，布局是否合理，外形是否美觀等等。房屋優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的是滿足居民的需求，為居民提供滿意的住房，同時(shí)也能夠增加開發(fā)商的經(jīng)濟(jì)效益。通常情況下來講，具體的房屋優(yōu)化設(shè)計(jì)方案主要從整體布局和具體部件兩個(gè)角度進(jìn)行分析，考慮。影響整體布局的主要因素有房屋的尺寸，包括房屋的長度，寬度，高度等等。影響具體部件的主要因素有鋼筋和混凝土的強(qiáng)度等等。對于這兩方面的設(shè)計(jì)必須要由專業(yè)的工程技術(shù)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)，并進(jìn)行規(guī)范化的審核和監(jiān)督，這樣才能為房屋優(yōu)化設(shè)計(jì)的后續(xù)工作打好堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，以達(dá)到房屋優(yōu)化設(shè)計(jì)的最終目標(biāo)。

二、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化就是指在設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)的時(shí)候，要改革設(shè)計(jì)理念，采取科學(xué)、先進(jìn)的設(shè)計(jì)方案篩選方式，選擇出在各方面都能達(dá)到最佳效果的設(shè)計(jì)方法。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化主要包括建筑物各個(gè)部分結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，以及對建筑物整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。

（一）結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)模型

結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)就是在各種變量中選擇主要參數(shù)，并且構(gòu)建函數(shù)模型，采取科學(xué)、先進(jìn)的方法計(jì)算得出最優(yōu)解。結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)模型的建立步驟主要包括以下幾點(diǎn)：其一，變量選擇。一般而言，影響設(shè)計(jì)方案的重要數(shù)據(jù)，均可以稱之為變量。比如，工程目標(biāo)參數(shù)主要有房屋價(jià)格參數(shù)、預(yù)期產(chǎn)生損失參數(shù)；工程控制級約束參數(shù)主要有房屋結(jié)構(gòu)可靠性參數(shù)，等等。如果設(shè)計(jì)人員可以有效減小參數(shù)的變化幅度或者減少變量參數(shù)的參考，那么，就可以降低和建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、計(jì)算、編程相關(guān)工作的難度，這樣設(shè)計(jì)人員就能夠快速的找到和設(shè)計(jì)目標(biāo)相符的數(shù)據(jù)。其二，函數(shù)確定。在多組函數(shù)中，設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)房屋橫截面尺寸、鋼筋尺寸等數(shù)據(jù)選擇最相符的那組函數(shù)，對函數(shù)性質(zhì)予以分析，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)降低房屋造價(jià)的目的。其三，條件衡量。根據(jù)房屋結(jié)構(gòu)耐用性、穩(wěn)定性的要求，房屋設(shè)計(jì)的約束條件主要有房屋尺寸、架構(gòu)剛性、架構(gòu)穩(wěn)定性、架構(gòu)體系規(guī)格、墻體裂隙限度、結(jié)構(gòu)可塑程度等。

（二）結(jié)構(gòu)優(yōu)化計(jì)算方案

在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，經(jīng)常涉及很多計(jì)算過程，并且在優(yōu)化設(shè)計(jì)中，計(jì)算過程將會(huì)更加復(fù)雜、多變。在進(jìn)行數(shù)據(jù)演算的時(shí)候，一定要將附加約束條件問題轉(zhuǎn)變?yōu)椴桓綆Ъs束條件問題，這樣就可以更快的計(jì)算出結(jié)果。通常情況下，計(jì)算方法主要包括符合型法、拉氏乘子法等。這些計(jì)算方法各有利弊，在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，一定要結(jié)合房屋建筑的實(shí)際情況，選擇恰當(dāng)?shù)挠?jì)算方法，實(shí)現(xiàn)節(jié)約時(shí)間、節(jié)省精力的目的，保證優(yōu)化設(shè)計(jì)的合理性與科學(xué)性。

三、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的作用

（一）提升建筑的安全性

通過對房屋建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以對原有設(shè)計(jì)方案中的不足和缺陷進(jìn)行彌補(bǔ)，從而提升建筑結(jié)構(gòu)的合理性和安全性，在保證建筑整體質(zhì)量的基礎(chǔ)上，節(jié)省建筑材料，提升建筑的穩(wěn)定性和相應(yīng)的受力性能，確保建筑的使用安全。

（二）減低工程造價(jià)

相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，運(yùn)用結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)后，與原設(shè)計(jì)方案相比，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，確保建筑結(jié)構(gòu)各個(gè)單元之間的緊密聯(lián)系，提升建筑工程的經(jīng)濟(jì)性。

（三）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的方法

之前也提到，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所追求的最終效果，是實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的安全性、經(jīng)濟(jì)性、美觀性、實(shí)用性以及施工的便利性。在房屋建筑中應(yīng)用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)，主要體現(xiàn)在建筑結(jié)構(gòu)總體的優(yōu)化設(shè)計(jì)以及建筑的分部結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，主要包括基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、屋蓋系統(tǒng)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)細(xì)部等多個(gè)方面，需要從結(jié)構(gòu)受力情況、整體布局、結(jié)構(gòu)造型以及成本造價(jià)等方面進(jìn)行綜合分析。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)需要從房屋建筑的實(shí)際情況出發(fā)，以確保優(yōu)化設(shè)計(jì)作用的充分發(fā)揮。

四、結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

（一）工程概況

該住宅建筑整體高度30層，地下1層，采用鋼結(jié)構(gòu)框架剪力墻的形式。在結(jié)合實(shí)際需求和現(xiàn)場情況進(jìn)行綜合分析后，采用了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，對傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的模式進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新，以計(jì)算機(jī)為輔助手段，對每一個(gè)施工階段的設(shè)計(jì)進(jìn)行了優(yōu)化，同時(shí)針對整個(gè)建筑工程實(shí)行全局優(yōu)化設(shè)計(jì)。優(yōu)化后的方案與優(yōu)化前相比，不僅更加科學(xué)合理，而且節(jié)省了大量的成本，與優(yōu)化前相比，工程造價(jià)降低了 26%。

（一）優(yōu)化設(shè)計(jì)規(guī)范

在對該房屋建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的過程中，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∩?，從而切?shí)保證了設(shè)計(jì)成果的最優(yōu)化。

（二）前期參與

要想做到結(jié)構(gòu)的最優(yōu)設(shè)計(jì)，制定出最佳的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方案，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該積極參與到工程的前期規(guī)劃中去，充分了解工程設(shè)計(jì)的實(shí)際情況，針對客觀需求，有針對性地對建筑結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行選擇和規(guī)劃，從而形成一個(gè)科學(xué)合理、行之有效的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，為建筑工程的施工提供相應(yīng)的指導(dǎo)和參考。這樣，才能切實(shí)保證優(yōu)化設(shè)計(jì)的成果，保證建筑工程的質(zhì)量。而如果設(shè)計(jì)人員無視工程的前期規(guī)劃，盲目按照自身的經(jīng)驗(yàn)對其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，就會(huì)由于對建筑結(jié)構(gòu)體系受力情況的把握不當(dāng)，出現(xiàn)無從下手的局面，影響設(shè)計(jì)成本的質(zhì)量。

（四）概念設(shè)計(jì)

對于房屋建筑而言，在相同的建設(shè)條件下，采取不同的結(jié)構(gòu)布局方式，就會(huì)產(chǎn)生不同的設(shè)計(jì)效果。因此，在房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)該實(shí)現(xiàn)細(xì)部結(jié)構(gòu)優(yōu)化與概念設(shè)計(jì)的有機(jī)結(jié)合，這樣才能切實(shí)有效地提高結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的效果。這里的概念設(shè)計(jì)，主要是指將建筑的設(shè)計(jì)概念作為設(shè)計(jì)工作的重點(diǎn)，屬于一種貫穿設(shè)計(jì)整個(gè)過程的設(shè)計(jì)方法，主要是針對缺乏相應(yīng)數(shù)值的細(xì)節(jié)進(jìn)行處理，如地震設(shè)防烈度量化等情況，如果單純依靠相應(yīng)的公式，得出的結(jié)果必然會(huì)與實(shí)際情況存在較大的差異，而采用概念設(shè)計(jì)的方法，則可以將數(shù)值作為一種參考依據(jù)，從而對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的細(xì)節(jié)進(jìn)行合理把握，提升結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

綜上所述，房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)對房屋建筑來說是非常重要的，不僅能夠降低工程造價(jià)，還能滿足人們的需求，提供給居民經(jīng)濟(jì)實(shí)用，安全美觀的住房，使居民感受到自己所花的錢是非常值得的。房屋建筑商應(yīng)該應(yīng)用合理的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)公司利潤的最大化，從而提高公司的綜合競爭力。

【參考文獻(xiàn)】

[1]王也.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[J].中華民居（下旬刊），2013，03

第9篇：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化范文

我國房屋建筑已經(jīng)存在千年，且隨著歷史變更、時(shí)代遷徙其在結(jié)構(gòu)上也有了更多種類，當(dāng)代房屋建筑主要以樓房、平房為主，在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)上已經(jīng)趨于穩(wěn)定。但隨著對建筑結(jié)構(gòu)要求的不斷增加，原本的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)無法很好的滿足各方面需求，直到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的出現(xiàn)，該項(xiàng)技術(shù)可以在理論與經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，可以實(shí)現(xiàn)部分優(yōu)化，也可以實(shí)現(xiàn)總體優(yōu)化。近年來我國很多房屋建筑中均應(yīng)用了此項(xiàng)技術(shù)，并且取得了顯著的成果，但依然有很大的上升空間。

1、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的優(yōu)勢

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化在應(yīng)用時(shí)可以發(fā)揮多種作用，具體可以體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：一，且可以在保留建筑結(jié)構(gòu)原有功能的基礎(chǔ)上進(jìn)行強(qiáng)化，使其具備更多功能；二，經(jīng)過優(yōu)化后，建筑材料的作用可以得到提升；三，通過建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化能夠使整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加符合工程要求；四，以往的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中往往會(huì)存在不合理之處，而此種不合理會(huì)為相關(guān)單位帶來更多的成本投入，但在優(yōu)化后此種弊端會(huì)得以解決；五，針對原因結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，也可以提升房屋建筑的穩(wěn)定性[1]。

2、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用

2.1 工程壽命方面的優(yōu)化

無論是什么建筑工程，其均會(huì)有一定的使用壽命，若要增加使用壽命則需要在各個(gè)階段實(shí)現(xiàn)優(yōu)化。工程建設(shè)往往會(huì)耗費(fèi)很多時(shí)間，在這段時(shí)間內(nèi)可以將同一個(gè)工程劃分為多個(gè)階段，并對每一個(gè)階段進(jìn)行細(xì)致的方案優(yōu)化，則可以起到局部到整體全面優(yōu)化的作用。在開展此方面工作時(shí)，相關(guān)人員應(yīng)首先對實(shí)際情況進(jìn)行了解和分析，掌握每一個(gè)階段應(yīng)達(dá)到的工程要求，以及已經(jīng)制定的方案中是否存在不合理之處。只有充分做好了前期工作，才能夠?yàn)榉课萁Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)創(chuàng)造出最合適的優(yōu)化方案，并利用其來提升工程質(zhì)量[2]。

2.2 樁基礎(chǔ)優(yōu)化

我國房屋建筑樁基礎(chǔ)往往可以分為以下兩類：一，預(yù)制樁；二，灌注樁。樁基礎(chǔ)類型不同，其所發(fā)揮的作用也不同，適用的房屋建筑結(jié)構(gòu)也有所差異，從而也導(dǎo)致了施工質(zhì)量上的差距，尤其是灌注樁。此種樁基礎(chǔ)往往施工時(shí)間較長、施工工藝復(fù)雜，在施工中往往難以保證其達(dá)到沉降標(biāo)準(zhǔn)，因此一般情況下不會(huì)應(yīng)用它，但在使用預(yù)制樁的同時(shí)也要進(jìn)行一定的考量，最好能夠選取長度較長的，長度越長，打樁的深入度越高，摩擦力也會(huì)更大，從而可以起到提升房屋穩(wěn)定性的作用。

2.3 上部結(jié)構(gòu)優(yōu)化

整個(gè)房屋結(jié)構(gòu)中上部結(jié)構(gòu)往往是較為重要的，尤其是剪力墻方面，我國傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在此方面有所欠缺，特別在近年來的高層建筑中，往往在施工中難以保證實(shí)現(xiàn)均勻質(zhì)量的剪刀墻。今后在進(jìn)行此方面設(shè)計(jì)時(shí)，要充分考慮到多方面因素，如地震和風(fēng)力等，其所產(chǎn)生的影響會(huì)對整個(gè)樓層的穩(wěn)定性、剛度等方面造成破壞。房屋建筑多種多樣，若當(dāng)前房屋建筑符合相關(guān)要求的話，可以對其進(jìn)行剪刀墻肢長增長操作，同時(shí)實(shí)現(xiàn)大開間格局創(chuàng)建，如此一來可以很好的降低鋼筋水泥的使用需求，在保證了質(zhì)量的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了資源節(jié)約理念[3]。

2.4 給排水設(shè)施與結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)性優(yōu)化

給排水設(shè)施在城市住房中極為重要，一個(gè)完整的給排水系統(tǒng)往往會(huì)包含多個(gè)管道，且管道之間無論是種類、大小均并不完全相同，這使得為管道通道尺寸預(yù)留方面造成了困擾，且樓層管道方面要進(jìn)行固定，以免在使用中出現(xiàn)問題。對此方面進(jìn)行優(yōu)化時(shí)首先要確定及水泵房的位置，為了減少影響，也為了安全系數(shù)能夠得到提升，將其放在地下室會(huì)更加穩(wěn)妥，在管道安裝方面也要有所改變，最好不要穿過承重墻和承重柱，如果無法避免此種情況發(fā)生，則要做好加固工作。

2.5 電力設(shè)施與結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)性優(yōu)化

房屋建筑領(lǐng)域出現(xiàn)了高層建筑，這使得人們的居住環(huán)境變得更加優(yōu)異，在高層建筑中電梯是必要之物，電梯作為電力設(shè)施中的重要組成部分，保證其運(yùn)行質(zhì)量和位置的合理性是很重要的。在電梯正常運(yùn)行中，電梯房發(fā)揮著十分重要的作用，然而電梯房空間較小，且有很多電線、構(gòu)件，墻上也有孔洞，這使得整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面出現(xiàn)了困擾。利用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)優(yōu)化來解決此方面問題是較為可行的，如在進(jìn)行最初的設(shè)計(jì)時(shí)即考慮到電梯房因素，在墻上為其留有恰好數(shù)量、間距的孔洞，并且使電線不出現(xiàn)外漏情況，充分保證用電安全[4]。

2.6 通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化減少工程成本

房屋建筑在建成后或許可以為相關(guān)企業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟(jì)收益，但在建設(shè)階段也需要投入不少的成本，如何在保證質(zhì)量的前提下節(jié)省成本并提升經(jīng)濟(jì)收益也是目前很多施工企業(yè)十分關(guān)注的話題。如在房屋設(shè)計(jì)中對整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了橫向設(shè)計(jì)，此類設(shè)計(jì)往往需要占據(jù)更大的土地資源，土地價(jià)格如今已經(jīng)上調(diào)，若能夠?qū)M向設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變?yōu)樨Q向設(shè)計(jì)，也就是說向著高層建筑方面轉(zhuǎn)變，則可以減小土地占用面積。