結構設計的優化
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結構設計的優化范文第1篇
【關鍵詞】建筑工程；房屋結構，設計優化
中圖分類號：TU198 文獻標識碼：A 文章編號：
隨著人們物質生活的不斷豐富，物質享受質量標準的不斷提高，對于房屋質量及結構設計的要求也越來越高。這就導致房屋建筑工程作業難度不斷加大，同時也對房屋結構設計工作提出了更高的要求，因而為了確保房屋結構設計滿足人們的要求，作為新時期背景下的房建設計企業必須加強對房屋結構設計進行不斷優化，從而實現企業追求經濟效益最大化的目標，達到提高企業市場適應力與競爭力的目的。基于此，本文正式結合這一背景和自身工作實踐提出了的以下幾點看法。
1.房屋結構設計的優化重要性
現階段，我國社會經濟急速發展，人們的物質生活不斷豐富，物質享受質量標準也在不斷提高，對于房屋質量及結構設計的要求也越來越高。對房屋結構設計進行不斷優化，能讓房屋結構更美觀、適用、經濟以及安全，這已經成為當前改善人們房屋居住條件的重要手段。房屋結構設計優化主要就是根據工程實際情況，通過將工程成本的合理計劃作為重點進行結構優化設計，主要就是利用建筑結構與系統的結構方案及系統結構維護方案等階段，以此做出工程相關的結構優化設計模型，而后通過對各種不同變量參數及各種不同影響因素的綜合考慮，從而確定出最佳房屋結構設計優化方案[1]。
房屋結構設計的優化重要性主要體現在以下幾方面：第一，增強了建筑經濟性，有利于抗震，節省裝修成本，增強了荷載能力，提高了企業經濟性能。第二，降低了工程總開發成本，節約了占地面積，根據相關數據表明，進行房屋結構設計優化能有效降低工程總開發成本的四分之一左右，還能更加合理利用建筑施工材料，能讓建筑內部結構及不同建筑單元之間更協調，極大增強建筑結構設計的經濟性。
2.房屋結構設計的優化的內涵
房屋結構設計的優化的內涵就是通過對結構設計的調整讓其與建筑美觀相互協調配合，從而建造出賞心悅目的建筑。當前人們對建筑結構設計的要求就是美觀、適用、經濟以及安全，而進行建筑結構設計優化就能很好的滿足這一要求，讓建筑更形態更美觀、造型更優美、結構更安全、合理、經濟，創造出最符合人們心中居住的房屋。房屋建筑結構設計優化主要包括房屋分部結構設計優化和房屋結構總體設計優化兩方面。其中房屋分部結構設計優化又主要有：基礎結構設計方案的優化、結構細部設計的優化、屋蓋系統設計方案的優化、圍護結構設計方案的優化。在實際進行房屋結構設計優化時，必須做到實事求是，結合房屋自身具有的特點及建筑工程實際情況，對其整體利益進行全面綜合的考慮，從而制定出最佳結構設計方案。房建設計人員進行房屋結構設計時，應選擇最優設計方案，以此滿足設計目標，并且確保設計的房屋平面布局是合理的、規則的，以便降低剛度與質量之間的差異，從而最大程度降低房屋的水平荷載。與此同時，在進行房屋結構設計時。必須盡可能避免房屋縱向空間中出現轉換層，從而有效確保房屋的應力不會集合在一起[2]。
2.1結構設計優化模型
結構設計優化就是利用建筑結構與系統的結構方案及系統結構維護方案等階段，通過對各種不同變量參數及各種不同影響因素的綜合考慮，選擇主要參數，以此建立工程相關的結構優化設計模型，最后采用有效的方法確定最優結構設計方案。進行結構總體設計優化時的大致流程有：第一，合理選擇設計變量。一般情況下設計變量的選擇，主要是選擇對設計要求產生極大影響的參數，而后把涉及參數根據具體作用進行針對性地區分，對設計變量影響較低的參數一般作為預定參數，采取該方法能有效降低計算編程工作量。第二，科學確定目標函數。通過對函數的應用找出符合條件的最佳結構設計優化方案。第三，正確確定約束條件。設計時，必須確保確定的約束條件均達到相應的規范要求。
2.2結構優化計算方案
結構設計優化受較多因素影響和限制，所以計算方法也具有特殊性。這種特殊性使得設計人員在計算時，常常將其限制因素轉變成無限制因素。一般情況下，主要采用符合型算法、乘子算法、Powell優化算法等計算方法。采用這些計算方法不僅方便而且精準性高，只需利用計算機對這些計算方法進行編程，就能得到最科學合理的最佳結論[3]。
3.房屋結構設計優化技術應用
3.1概念設計在房屋結構設計優化的應用
當下的建筑設計中，能充分展示設計思想的重要因素就是概念設計，因而作為設計人員，在一個特定的空間內，利用整體概念進行總體設計方案的確定是設計工作中最為重要、關鍵的事情，并正確處理建筑中結構與構件、結構與結構間的關系。設計人員開展概念設計工作時，必須具備豐富的建筑經驗基礎，且經驗越豐富，設計作品就會更成功，這樣才能為概念設計工作的順利開展與完成奠定堅實的基礎。由于建筑結構組成的復雜性，即使在一樣的設計方案中，其結構組成設計也會具有較多變化，就算是已通過內部結構設計確定的建筑，其不同的分析方法也會出現不同的結果。且上述問題無法利用計算機進行解決、完成，這就對相關工作人員提出了更高要求，要求其自行進行判斷及處理。但是工作人員作出的判斷及處理必須基于遵循相關的規律為前提，而后結合自身工作實踐經驗及工程實際，得出最后的結果，這就是所謂的概念設計。
3.2概念設計的重要性
設計勘察是工程的核心，質量的根源。只有優秀的設計，才會有優質的工程。專業的結構設計人員必須具備豐富的工作實踐經驗和專業的設計理論，以便在進行概念設計工作時，能更為迅速、有效的選擇與確定結構體系，同時還應與建筑工程人員相互交流、配合，共同確定建筑總體結構體系，以便使設計方案概念更清晰、定性更正確，以從而為設計方案的最優化及工程施工的順利進行奠定堅實的基礎。
概念設計能幫助建筑結構降低受自然和人為因素的影響程度。為了實現這一目標概念設計將面臨極多的問題，因此，設計人員就必須充分考慮外力因素的影響，并將其納入設計內容。外力因素中，地震是較為常見的，地震發生沒有規律，且破壞性極強，因而在設計時必須充分考慮地震的破壞性帶來的影響，并將其納入設計內容中，從而采取針對性地抗震措施，并盡可能清除對抗震措施的實施帶來的不利因素[4]。
4.結語
總之，本文通過提出的幾點看法對房屋結構設計的優化進行了分析與探討，具有非常重要的意義。優化房屋結構設計是當前房建設計企業實現經濟效益最大化，提高企業市場競爭力的有效手段，因此，作為新時期背景下的房建設計人員必須努力提高自身的綜合能力與素質涵養，以便為房屋結構設計優化工作的順利進行奠定堅實的基礎，從而促進企業升級和轉型，促進建筑行業的可持續發展，
【參考文獻】
[1]鄭智垚，樂肖軍.結構設計優化設計技術與其在房屋結構設計中的應用[J].中國新技術新產品，2011，04：98.
[2]張文朝，孔露露.房屋結構設計中結構設計優化技術的應用[J].中國城市經濟，2011，14：179.
結構設計的優化范文第2篇
【關鍵詞】：結構設計；優化設計；建筑結構；應用
中圖分類號：S611 文獻標識碼：A 文章編號：
引言
結構設計優化是近年發展起來的一門新型技術，它能夠使設計者從被動的分析、核驗轉而進入主動的設計角色，是結構設計領域新的發展。與傳統設計相比，結構設計優化能夠更合理地利用材料的性能和局部空間，使結構內部得到最好的協調，并達到設計要求的安全規范。
一、結構設計優化的意義
1、降低總造價
進行結構優化設計中，多層住宅和高層住宅相比較，層數越多，總建筑面積增大，單位建筑面積占用的土地面積就越小，節約了用地成本，但建筑層數的增多，建筑總高度也會加大，樓與樓之間的間距也要加大，這時占用的土地節約量就不與建筑層數增加比例相同了。對于基礎部分而言，雖然也是各層共用的，但是層數增加，傳給基礎的荷載將會增大，我們需要增大基礎，這樣單位面積的造價有所降低，但是卻沒有屋蓋的效果那樣明顯。
2、提高建筑結構經濟性
建筑的層高增加，由于墻體面積和柱體積增加，結構的自重會增加，基礎和柱的承載力相應增加，水衛和電氣的管線會加長；相反降低層高，可節省材料，有利用抗震，同時建筑的總高度減小，兩建筑之間的日照距離就會減小，間接的節約了用地。建筑面積相同，建筑使用不同的平面形狀時，它的外墻周長也就會不同，這樣當選擇圓形或是越接近于方形時，外墻周長系數就越小，基礎、外墻砌體、內外表面裝修都隨之減少，同時其受力性能也得到提高，增強了建筑的經濟性能。
優化方法的技術性實現，可以最合理的利用材料性能，使建筑結構內部各單元得到最好的協調，不僅可以實現建筑美觀、實用，而且在造價方面也有較大的節省，達到了建筑工程設計對適用、安全、經濟、美觀和便于施工的一般要求。通過使用優化設計手段，達到這5個方面的最佳結合，符合現今建筑商對于建筑結構的效益的需求，也符合市場可持續發展的需求。
二、結構設計優化技術
1、結構設計優化技術的原則
結構設計優化簡言之就是要求設計師在設計之初，要綜合考慮建筑的用料和環保等因素，結合一定的經濟數據，以最小的經濟投入，換取最合理的最環保科學的房屋。一方面滿足房屋用戶的安全和質量的要求，另一方面還要在審美與外觀上有些突破。結構設計優化是對結構設計進行深化、調整、改善與提高，也就是對結構進行高質量再加工的過程。結構設計優化不能降低任何房屋的質量或者其他的使用價值，而單方面的考慮到外觀的美化。必須在保證質量的前提之下作出優化設計。
2、實施結構設計優化技術所遵循的要點
（1）科學地遵循結構設計規范
建筑結構設計工作要求結構設計工程師們不僅對于相關的專業設計知識熟練地掌握，有相對量的實踐設計經驗和成功案例，也要深諳此專業的相關的法律條文和規范設計，即在結構設計規范的要求下，將自身的結構設計方案貫穿于項目設計中。但是目前的我國的相關的文件還不是很完善，對于一些大的工程的涵蓋面不夠廣，一些小的施工的細節也沒有明確的規定，甚至一些硬性的條文已經不適合當代的設計標準等等，這些問題的存在就對設計師提出了更高層次的要求。設計師要在實踐的經驗和專業技能的基礎上，事前對所設計的房屋等所有的相關設施進行實際的勘探，經過所有數據的匯總分析和規劃，最后結合多方的意見和建議最終制定合理規范的結構優化設計方案。
（2）結構工程師前期參與和主動參與的重要性
強調結構工程前期參與和主動參與是實施結構優化技術的重中之重。理論的設計與實踐的建筑施工是存在差別的，部分好的設計理念在實際的建設過程中是難以實現的，所以這就要求設計師不但在設計方面具有獨特的構思和先進的理念，還要對相關的建筑的實施方面的知識有所了解，在設計的同時兼顧施工的實際，尋求二者的均衡點。設計師要主動地參與到整個設計當中，而不是被動因為任務的完成而去完成，要站在用戶的角度和施工單位的角度，以主人翁的地位全心的投入其中。
（3）加強各專業之間的協調與合作
結構優化是一個系統的工作，需其它專業的協調與配合。從建筑學發展角度分析，現代建筑是建筑、結構、設備三大要素構成的綜合產品，所以在實施中要強化分工與合作，強化專業之間的協調與合作，這樣才能創作出各構成要素有機結合的完美作品。在整個項目開展中，建筑設計與結構設計是整個設計過程中最重要的兩個環節，二者的結合不僅能夠達到實用美觀大方的效果，而且可以使結構受力更趨于合理進而降低成本和簡化施工。現在的相當大的一部分在完全意義上來講并不算是合格的設計師，為了追求新穎的設計，迎合用戶的大、高、奇的虛榮心理，完全不顧施工的難度，以及現有的施工技術和設備支撐，設計理念難以在實踐的建設中實現，或者施工的難度相當的大；也有一部分的設計師只顧片面的美觀的視覺效果，忽視了建筑的安全性能，在防雷等一系列的安全措施當中的防范不夠強，甚至沒有達到基本的最低指標。這樣的設計師一種違背專業道德的不負責任的設計。
三、結構設計優化技術的應用
結構設計優化方法應用于實踐之中，是目前一個比較廣泛的課題，利用結構優化的方法在不改變適用性能的前提下達到降低工程造價的目的。結構設計優化設計應用于項目的整體設計、前期設計，舊房改造，抗震設計等設計的各分部環節，發揮著巨大的效益。在按照結構設計優化的方法及模型進行實踐的過程中，要注意下面的幾個問題。
1、結構設計優化應注意前期參與
因為前期方案的確定直接影響建筑的總投資，而現在存在的普遍問題就是前期方案階段結構設計并不進行參與，建筑師進行建筑設計時大多并不考慮結構的合理性以及它的可行性，但是建筑設計的結果卻直接對結構設計造成影響，某些方案可能會增加結構設計的難度，并使得建筑的總投資提高。如果在方案的初期，結構優化設計就能參與進來，那么我們就能針對不同的建筑類別，選擇合理的結構形式，合理的設計方案，獲得一個良好的開端。
2、概念設計結合細部結構設計優化
概念設計應用于沒有具體數值量化的情況，例如地震設防烈度，因為它的不確定性，計算式難免與現實有較大的差異，在進行設計的時候就要采用概念設計的方法，把數值作為輔助和參考的依據。設計過程中需要設計人員靈活的運用結構設計優化的方法，達到最佳的效果。
與宏觀把握相對應的，設計的過程同時要注意對于細部的結構設計優化，比如現澆板中的異形板拐角處易出現裂縫，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，現澆板的受力鋼筋就可選擇冷軋帶肋鋼筋。在做里面設計的時候，外立面上的懸挑板及配筋，滿足基本的規范要求即可，達到既安全又經濟的目的。
3、下部地基基礎結構設計優化
地基基礎的結構設計優化首先要選擇合適的方案，如果為樁基礎，那么要根據現場地質條件選擇樁基類型，盡量節省造價。樁端持力層對灌注樁樁長的選擇影響很大，應多進行比較以確定最合適的方案。
結束語
隨著人們對于居住條件及生活環境的要求不斷提高，相應建筑產品的品質要求也就不斷提高，為了降低項目工程造價，這就需要我們利用結構設計優化設計技術方法，提高有限空間、有限資源的最大化效果發揮，實現經濟化、實用性和適用性的良好目標。
參考文獻：
[1]張炳華.土建結構優化設計[M].上海：同濟大學出版社，2008：34-36.
[2]汪樹玉.結構優化設計的現狀與進展[J].基建優化，2007:12-13.
[3]王光遠.工程結構與系統抗震優化設計的實用方法[M].北京：中國建筑工業出版社2007：35-37.
結構設計的優化范文第3篇
關鍵詞：房屋結構；優化設計；生活質量；工程造價
中圖分類號：TU723文獻標識碼： A
引言
隨著建筑行業迅速發展，土地價格也不斷增長，為房地產開發帶來巨大的壓力和挑戰。隨著生活水平的不斷提高，人們對居住條件和環境要求也在不斷提高，這使房地產開發商要采取更合理的方式來滿足市場需求。如何有效降低工程造價是每個企業面臨的重要問題。為了達到既安全又經濟的效果，就需要在建筑結構設計中，采取優化設計技術，利用有限的空間和資源，發揮最大的效用，做到工程的安全性、經濟性、實用性和科學性。
1、房屋建筑結構優化技術的必要性
城市建筑土地資源隨著城市化進程的加快而愈發緊缺，因此未來城市住宅的發展方向就是高層或者超高層住房。與傳統建筑模式相比，高層建筑以及一些新型建筑的建設難度更大，這就對結構設計提出了更高的要求，所以建筑結構優化技術顯得尤為重要。如何在減少資金投入的情況下，運用新的建設理念與技術，在合理進行建筑設計方案規劃的基礎之上，建設出安全經濟的建筑物。根據近些年來的數據來看，建設資金的投入確實因為房屋結構設計優化而減少，和沒有進行過優化的建筑相比，優化之后的建筑往往可以節省五分之一左右的建設費用。當然在實際施工的過程中，所有要通盤考慮，把設計合理化作為優化的最終目的。
很多工程都會有時間限制，一些施工單位為了施工進度，對于施工質量就沒有重視，房屋結構設計的一些缺陷也沒有及時進行優化處理，最后對整體建筑埋下一些安全隱患;施工單位本身技術力量不足，根本就不能對設計方案進行優化處理;最后就是設計人員本身的問題，這類設計人員往往只注重了對于部分的設計，而忽略了整體設計。房屋結構設計優化是很有必要的，合理的規劃設計方案，不僅可以減少集資投入，而且可以保證房屋建筑的施工質量，為人們創造一個經濟、安全、舒適的居住環境。
2、建筑結構優化技術的經濟意義
使用優化建筑結構的方法，能夠使房屋在整體結構上更加科學、合理。在實際的房屋施工建設中，房屋的層數對房屋的造價產生了直接的影響。在一般情況下建筑物的單位面積造價會隨著層數的增加而降低，但是在超過一定的層數之后(即超限建筑物)，房屋單位面積的造價反而會增加。因為隨著建筑物樓層的增高，房屋中的承重墻和柱等結構將會受到更多的荷載，需要布置更多的抗側力構件，以增加房屋整體的穩定性。為了確保建筑結構的穩定性，增強建筑物的抗震性能以滿足現行規范的要求，結構形式將會發生大的變化，從而房屋的單位面積造價也會進一步增加。想要在相同的用地面積內，達到理想的房屋設計效果，提高建設單位的經濟效益，就需要合理的控制建筑物的層數，并且確保房屋良好的設計效果。使用建筑結構優化技術不僅能夠實現對房屋結構的優化，還能夠在有限的用地面積內實現最大化的利用效果，促進對建筑用地的合理使用。
3、建筑結構設計優化方法
3.1結構優化技術模型
在通常情況下，建筑結構優化設計模型主要包括以下內容：（1）要選擇合適的變量。主要確定對設計影響比較大的參數；比如目標控制參數和約束控制參數。在建筑結構優化設計中，要根據結構整體性和局部性的要求來選擇預定參數，這樣就會在一定程度上減少設計及計算的工作量。（2）還要確定目標函數，利用計算程序的試算結果，并結合目標函數找到滿足條件的最優解。（3）要確定合適的約束條件。房屋結構可靠度優化設計的約束條件，包括了應力約束、裂縫寬度約束、結構強度約束、尺寸約束、從正常極限狀態下的彈性約束到終極狀態的彈塑性約束、從可靠指標約束到確定性約束條件等。設計中，要保證各約束條件必須符合現行規范的要求。
3.2要優化設計計算方案
建筑結構優化設計屬于多變量和多約束的非線性問題，因此，要根據可靠的結構優化模型和優化設計計算方法，選擇多種結構體系進行比較。在計算過程中，先要對建筑進行綜合考慮，然后才對算出的結果進行嚴謹的分析比較，最終確定最優化的設計方案。因此，在設計過程中，需要處理好技術和經濟相互之間的關系，做到技術先進基礎上的經濟合理，實現建筑結構使用的安全、經濟和美觀。
4、結構優化設計技術的應用
4.1前期設計環節
房屋結構的前期設計環節是影響房屋經濟性設計的重要方面，它會對項目的總投資資金造成影響。當前，在房屋設計方面存在的普遍的問題便是在前期環節并沒有將建筑結構優化設計的方法應用其中，在設計前期并沒有考慮到結構設計的科學性與合理性，甚至部分情況下，并大大增加房屋的施工期及使用期的費用。因此，必須在前期設計環節將建筑結構優化設計方法應用其中，選擇較為合理、可行的結構形式，策劃合理的設計方案，在設計初始時期保障設計的合理性，為整體設計創造較好的開端。
4.2房屋建筑的整體性與局部性優化
建筑在設計上都具備著相應的層次性和復雜性的特點。從層次性角度講，包含著建筑的整體設計體系、結構相關體系、安裝體系等，每一個單獨的體系又包含了眾多的下屬體系。在對房屋進行設計時，設計者要對每一個下屬系統地進行相應的優化，沖破關聯的橫向性，實現疊加型工程;對于復雜性來講，主要包含選取建筑的材料、選取建筑的零部件等。因此在進行結構優化時要從整體入手，才能真正實現整體的設計優化。
4.3抗震概念設計
在房屋結構設計中，建筑結構設計優化方法主要應用于無具體數據參數指標的抗震設計情況。將抗震設防烈度作為設計案例，正是由于其發生具有較大的不確定性，實際計算情況通常會與預定設計情況產生差異，因此需要采取結構優化設計中的概念設計方案。將以往的數據作為輔助考察依據，在具體設計過程中，將建筑結構優化設計方法靈活運用于設計中，以達到最佳設計值。另外，在保障宏觀設計滿足要求的同時還需要注重結構細節的設計。將房屋結構設計細節中現澆板的選用作為具體設計要求，若其異形板在拐角末端較易產生斷裂情況，設計時則需要考慮鋼筋選擇的范圍，在投入成本相當的情況下，選用極限拉力較強、能夠滿足塑性要求的鋼筋材料。若現行設計的現澆板所選用的材料受力性能較強的，此時為保障塑性要求，則可選擇冷軋帶肋式的鋼筋材料。保障在內部結構設計時，現澆板外部里面的配置鋼筋材料能夠滿足結構優化的具體條件，不僅能夠為建筑安全設計提供保障，同樣也可以達到經濟性控制的目的。
4.4對建筑主體上部結構進行的科學性優化
房屋建筑的上部結構設計應當建立相應的模型并進行系統的優化。整個過程最先一步就應當合理地設置剪力墻，保證剪力墻整體的質量是均勻的，這樣能將樓層中平面剛度的中心點重合于樓層整體的結構重心，從而減小偏心，提高整個結構的抗扭剛度，減少地震或風載等對其的破壞性。在房屋建設時，如果條件允許，要盡可能地對剪力墻進行大開間的構造，加長剪力墻的墻肢長度，這樣就能減少墻肢的數量，還能在符合標準的基礎上減少混凝土的使用。另外，剪力墻里的暗柱是拿一般性鋼材鑄造而成，如果采用較大的剪力墻就可以減少相對的鋼筋使用數量，減少相應的成本。然而如果建筑的本身不具有相應的條件，而且對于抗震抗壓的要求較高，就不得設置過大的剪力墻，所以應整體考慮整個建筑結構及使用功能的要求，做到利益最大化。
4.5結構優化與排水系統優化保持協調
在房屋建筑中排水系統的專用房間里有著很多的機械設備，而這些設備荷載較大，所有要求結構有較大的承載能力，故一般將其設在地下室，而且保證管道的預留尺寸與預留深度要符合相應標準，對于樓板本身的鉆孔位置要加固。另外，要注意水平方向的管線可能會貫穿柱或梁的情況，要盡可能降低這種現象發生的機率。如果管道在建設時穿過了承重墻，就必須對墻體進行加固。在整體上盡可能地保證結構的設置與管道網相協調，預防管道出現繞柱或繞梁的現象。
結束語
綜上所述，設計者應當綜合考慮房屋的各種性能，選擇最有助于實現房屋建筑綜合效益的設計方案。在保障房屋安全和使用質量的前提下，設計者要勇于創新，大膽實踐，努力尋求更好的設計路線，應用現代化設計工具，更好地實現房屋結構設計的目標。
參考文獻
[1]陳述康.結構設計優化技術在房屋結構設計中的具體應用[J].江西建材,2013,05:49+53.
結構設計的優化范文第4篇
關鍵詞：房屋；結構設計；優化
隨著我國市場經濟的不斷發展，建筑行業內部之間的競爭越來越激烈。在激烈的市場競爭環境下，建筑企業必須要以市場需求為導向，提高房屋建設的水平。在當前的社會環境下，房屋建設的水平不僅體現在房屋的質量上，同時還包括房屋的舒適性、經濟性、美觀性等。因此，必須要在房屋結構設計的過程中應用結構設計優化技術。本文將從介紹結構設計優化技術的作用入手，介紹結構設計優化技術的方法，分析結構設計優化技術在房屋結構設計中的具體應用。
1結構設計優化技術的作用
在房屋結構設計中應用結構設計優化技術具有一定的作用，主要體現在兩個方面。第一，在房屋結構設計中應用結構設計優化技術可以提升建筑的安全性。應用優化結構設計可以彌補傳統房屋結構設計中存在的不足和缺陷，從而提高房屋結構設計的合理性和安全性。而且，應用結構設計優化技術可以對房屋結構的受力性進行更加全面的分析，從而確保房屋使用過程的安全性；第二，在房屋結構設計中應用結構設計優化技術可以降低工程的造價。根據相關的調查顯示，在房屋結構設計中應用結構設計優化技術可以將工程的成本降到原來的70%，從而大大節約了房屋工程建設的成本。此外，應用結構優化設計技術還可以提高原材料的性能，減少材料的浪費，提高房屋建設的經濟性。
2結構設計優化技術的方法
無論是在房屋建筑總體結構設計還是分部結構設計的過程中都可以采用結構設計優化技術。房屋結構設計的主要內容包括基礎結構設計、屋蓋系統設計、圍護結構設計等。但在應用結構設計優化技術的過程中應根據房屋建筑的實際情況而定。下文將具體介紹一下結構設計優化技術的方法。首先，要建立結構優化模型。結構優化設計就是指將人們的居住需求以數學的方式表達出來，然后對相應的參數進行整理和分析，再結合房屋建筑的實際情況建立數學模型，最終求出數學模型的最優解。因此，在房屋結構設計的過程中應用結構設計優化技術最為關鍵的一步就是建立結構優化模型。在建立結構優化模型時也應遵守一定的原則。第一，要合理選擇設計變量。房屋結構設計過程中設計變量的選取是十分重要的，將直接關系到房屋結構設計是否合理。因此，設計人員必須要重視這項工作。設計人員應根據變量對整體結構的影響將其分成不同的類別，確定其中的預定參數，從而使得整個計算流程變得比較簡單；第二，要確定目標函數。確定目標函數的目的是為了找到最優解；第三，要明確約束條件。不同的房屋建筑的具體約束條件是不同的。但總體來說，房屋結構設計過程中采用的約束條件主要包括強度、應力、尺寸等。設計人員可以根據現行的房屋建筑設計規范確定約束條件。其次，要確定結構設計優化方案。在房屋結構設計過程中，結構設計優化方案應包括兩方面的內容，一是整體結構的布局，二是細部結構的優化。在進行房屋整體結構布局的過程中應盡量簡單一點。因為，越是復雜的結構需要的投入越多。而且，復雜的結構需要多次傳力，會影響結構的穩定性和安全性。細部結構優化涉及到的內容比較多，不同的部位對房屋結構的影響也是不同的。但在所有的細部結構優化過程中最為重要的部位是構件截面。構件截面的選取將影響到房屋結構使用的安全性和其它部位的結構設計。例如，豎向構件在設計時應選擇合理的軸壓比。如果軸壓比選擇不合理將會影響配筋的使用。又如，在進行梁截面設計時，如果截面設計的過大則會縮小房屋建筑內部的使用空間。如果截面過小則會增加使用的配筋，從而增加房屋工程的總成本。
3結構設計優化技術在房屋結構設計中的具體應用
現在，隨著城市居住人口的不斷增多，城市住房壓力越來越大。在這種情況下，房屋建筑主要以高層建筑為主。相比于普通的房屋建筑來說，高層建筑的結構更加復雜，在結構設計中應用結構設計優化技術更加符合人們的居住要求。下文將具體介紹一下結構設計優化技術在房屋結構設計中的應用。首先，要優化設計規范。在進行房屋結構設計時，設計人員必須要先了解和房屋結構設計有關的規范，明確其中的條例和規定。同時，在房屋結構設計的過程中還應結合房屋的實際情況將這些規范應用其中，確保房屋結構設計的合理性和規范性。此外，設計人員在遵守規范的同時還應結合房屋建筑的實際情況對規范進行修改，即要將規范中一些過于寬松的條款舍棄，按照房屋建筑的實際情況而定，從而確保結構設計的最優性。其次，要參與房屋工程前期的規劃設計。為了實現房屋建筑結構最優化設計的目的，設計人員必須要參與房屋建筑工程前期的規劃設計。一方面，是要對房屋建筑工程進行全面地了解，掌握一手的數據資料。另一方面是要從全局的角度出發進行房屋結構設計，確保房屋結構設計方案的合理性和科學性，這樣才能為以后的施工提供科學的指導。如果設計人員不參與房屋建筑工程前期規劃設計，則無法準確地判斷工程結構的受力情況，同時也無法有效控制設計的質量和成本。這種脫離房屋工程建筑實際的設計方案不可能是最優的設計方案，即無法充分發揮結構設計優化技術的作用。最后，要進行概念設計。對于同一個房屋建筑工程來說，在施工條件基本相同的情況下，采用不同的結構設計方案產生的設計效果是完全不同的，需要的工程投入也是完全不同的。因此，在房屋結構優化設計的過程中必須要重視細部結構優化設計。在進行細部結構優化設計的過程中還應考慮到概念設計。概念設計是房屋結構設計中的重點內容，在進行房屋結構設計的過程中如果缺少相應的數據，就必須要通過概念設計的方法來處理細節。例如，在進行地震設防烈度設計時就不能單純依靠量化的方法，而是應采用概念設計的方法，將所有已知的參數作為參考，對結構的細節部分進行合理地處理，從而確保結構的防震等級符合相關的要求。
4結論
總之，在房屋結構設計過程中應用結構設計優化技術是十分合理的，未來隨著建筑行業的不斷發展，結構設計優化技術的優勢將會愈加凸顯。因此，人們必須要重視結構設計優化技術，將其廣泛應用于房屋建筑結構設計之中，提高房屋建筑結構設計的合理性、經濟性和美觀性。
參考文獻
[1]王也.建筑結構設計優化方法在房屋結構設計中的應用[J].中華民居(下旬刊),2013,03:81-82.
結構設計的優化范文第5篇
關鍵詞：建筑結構；設計；成本優化
Abstract: the fierce market competition in the construction industry, cost control is significant for the construction unit construction, only the effective cost control, profit maximization. While in the construction cost control in design phase, cost optimization is an important aspect of design staff, construction at the present stage of the design stage construction cost control is still exist some problems, directly affect the investment benefit and the profit of the. Therefore, the significance of cost optimization design phase structure and strengthen the construction of the.
Keywords: architectural design; cost optimization;
中圖分類號：TB482.2文獻標識碼 ：A文章編號：
隨著市場經濟的飛速發展和建筑材料、技術日新月異的進步，建筑結構設計階段的成本優化往往存在滯后的現象。且由于建筑結構設計階段的成本控制涉及面廣、難度大，導致建筑結構設計階段難以保證成本控制和優化的精確度。因此，建筑結構的設計者需要加強設計階段的成本控制，實現建筑技術、經濟和功能的最優化。
1.目前建筑結構設計階段存在的成本控制問題
1.1技術與經濟的結合度不夠
在工程建設領域，技術和經濟結合度不夠是一個普遍現象，建筑結構的設計人員和對工程進行成本控制的造價人員往往各司其職。在建筑結構設計階段的成本控制中，設計人員根據委托方的要求進行實地勘察后在進行設計，設計時向造價人員提供條件，造價人員往往只能根據設計人員的要求進行估價或運算，對工程的整體狀況了解很少，無法考慮全所有的影響因素。最終導致兩個極端，即強調成本控制卻忽略了技術和重視技術卻忽略經濟效益的現象，成本控制和優化無法發揮應有的作用。
1.2在設計中對于成本優化的認識不足
建筑結構的設計人員往往重視的是結構的安全性和實用性，強調所設計產品的產值，而對建筑設計的整體效益的重視程度不夠，對成本控制優化的意識不夠強烈。同時，現行的設計收費標準是以工程造價為基數的，因此，設計中造成的浪費沒有有效的控制措施和明確標準，設計人員可不負任何經濟責任，他們因此對成本優化并不重視。
1.3成本控制環節脫節
目前建筑的投資管理部門往往采取分段式管理，與之相應，造價的估算、概算、預算和結算也是分段編制的，這導致設計者往往只負責初步的設計概算和施工圖的預算，卻不參與結算，造成了投資控制的脫節。
2.實現建筑結構設計階段成本控制和優化的措施
2.1強化設計單位或設計者的“成本控制與優化意識”
一方面，建筑市場應該建立和健全建筑設計索賠和設計監理制度，對建筑結構的設計制定完善的管理機制，保證建筑結構設計的科學性與經濟性的協調。另一方面，對建筑結果設計人員與設計單位實行獎懲制度，改變以往根據工程造價付報酬的方式，把建筑項目的投資效益和設計者的切身利益相結合，讓他們在進行建筑結構設計時真正有“成本優化與控制”的意識，在設計過程中考慮工程造價，實現建筑設計的經濟效益，實現成本控制的最有效果。
2.2實行限額設計，采用動態管理模式
所謂限額設計，就是先要根據可行性研究報告和預計的投資估算進行初步設計，初步設計完成并通過后，再根據初步設計概算的投資額進行施工圖設計，如此可以在保證達到使用功能的前提下再進行工程設計階段合理投資額度的分配。
限額設計把工程設計分為兩階段，在某種程度和一定階段上解決了建筑設計技術性和經濟性相結合的問題，但也存在著幾個問題，一是初步設計確定后再進行限額設計，使成本控制失去主動性；二是強調限額設計，限制了工程可能的價值潛力和設計人員的創作性；三是由于強調一次性投入，較少考慮工程結束的維護使用和報廢拆除等相關后續費用；四是由于材料、設備價格具有不穩定性，降低工程造價的約束力，為成本控制留下漏洞。
對此，可以即時收集相關造價資料，嘗試建立計算機控制的動態管理系統平臺，將市場信息、工程進展、投資情況錄入系統中，縮短成本控制的工作流程，掌握投資與完成目標的對比情況，及時采取相關的措施，把投資控制在標準內，實現建筑結構設計成本控制的動態管理。
2.3保證合理的設計周期
合理的設計周期對于設計階段的成本控制而言是必要的，一方面，建筑結構設計需要有足夠充足的時間做保證，科學的設計，需要技術與經濟的合理結合，因此在設計的各階段都需要把各種方案進行比較、論證，最終選擇在技術上的成熟性和經濟上的合理性結合度最好的一個方案；另一方面，建筑設計并非簡單地勞務性工作，絕不能在短期利益的驅使下，只求速成而不對設計本身進行論證，過短的設計周期定會導致建筑設計本身不符合成本優化的原則。
因此，建筑設計階段需要一個合理的設計周期，才能保證設計成果的準確性、安全性和經濟性的統一，最終達到科學合理實現成本優化的目的。
2.4建筑結構設計方案的選擇
建筑方案的是否科學對建筑設計階段的成本控制具有重大意義。因此，建筑結構的設計方案要盡可能的詳細優化，兼具科學性和經濟性，有效的在建筑結構的設計階段實現成本的優化和控制。
在選擇建筑結構設計方案時，可廣泛運用價值工程原理，兼顧建筑功能和成本優化，在保證必要工程費用的基礎上，盡量消除不必要的成本浪費。可根據項目的實際情況，經過功能的系統分析和成本控制分析，最后再通過價值分析得出價值系數，確定最終的最優方案。
3.建筑結構設計成本優化的注意事項
3.1避免建筑外形造成的成本浪費
在建筑結構的設計過程中，一些施工單位不顧功能要求，盲目追求建筑的視覺沖擊效果，而建筑設計師也盲目追求新奇效果，造成建筑設計本身出現不合理。這背離了工程設計的成本控制原則，沒有充分考慮建筑的成本可行性，往往導致建筑成本難以控制的問題。因此，需要妥善處理技術先進、外形新奇與經濟合理和成本優化之間的關系，盡可能多采用簡單、明快的建筑形式，實現技術型與經濟性的有機結合。
3.2對建筑物的細節進行合理設計
一方面，要合理確定建筑物的層高。建筑物的層高能對建筑成本構成直接影響，根據有關統計發現，建筑層高每下降10厘米，建筑物的工程造價將降低1%左右，墻體材料可節約約10%。因此，在滿足建筑的相關功能前提下，可適當降低層高，以節省投資，降低成本，節約建筑材料和勞動消耗，最終也可以實現建筑的成本優化。另一方面，合理選用建筑材料，做到材料品質和成本控制的綜合考慮，同時充分考慮環保等因素，實現成本的優化管理。
3.3實現各專業設計的協調統一
設計人員在進行建筑結構設計時，應充分領會建筑單位的要求和意圖，各個專業的設計應相互協調，以房地產建筑為例，要重返考慮道水、電、暖的實用性，避免建筑設計的“錯、漏、碰、缺”所產生的成本風險，造成人力財力上非必要的浪費。將隱患消除在設計階段，實現成本的優化控制。
結語：
我國現存的工程造價已日趨完善，但僅對設計階段的成本控制的研究尚有進一步研究的可能性，因此有必要采取有效措施進行完善，實現成本優化的動態化和系統化。
參考文獻
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