房屋结构设计方法模板(10篇)

导言：作为写作爱好者，不可错过为您精心挑选的10篇房屋结构设计方法，它们将为您的写作提供全新的视角，我们衷心期待您的阅读，并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

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DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.13.096

0 引言

房屋结构设计，是当下房屋出售过程中，销量的最重要的影响因素之一。为了迎合顾客的要求，建筑结构设计优化人才紧缺。建筑结构设计优化在房屋结构设计中有着重要的作用，它涉及到房屋的安全性方面、实用性方面、美观性方面等，使房屋除却使用价值外，更具有其他的价值，让人们的生活更加丰富，更有质量。

1 建筑结构优化方式简述

建筑结构优化方式，是我们专业人员在长期的时间、实践中总结出来的一种带有科学化的、合理化的房屋结构设计的方式。它包含着很多的方面，比如房屋建设前期调查考研。这需要建筑设计师有长远的目光，立足于整体，综合多方面的联系等做出基础的决定；在设计时，还要考虑到建筑的难度，周围环境的合理利用，消费者需求需要等。因此基于这些综合条件下，设计师们的建筑结构设计优化才能为房屋结构设计做到最好的效果。

总体而言，我们可以总结以下几点：设计理念基于多个学科的知识，是跨领域的智慧集结体；建筑结构优化，更注重房屋的质量，无论是怎么优化，质量是基础，切勿中看不中用；建筑结构设计向“外表”侧重，即多侧重于房屋建筑的外表设计，多注重房屋外部美观性；建筑结构优化方式紧跟社会主流，倡导卫生环保理念 ；房屋建筑结构要求有特色，多利用环境的特色进行创意建造，且考虑施工便易度。

2 建筑结构优化方式在房屋结构设计中的重要性

无论是怎样的房屋建筑设计，首要所考虑的就是房屋的质量。并且在实践中我们不难发现，我们传统地房屋建筑设计，质量保证是绝对主要的，因此在一定程度上忽略了一些“加分项”。当然除此之外，建筑结构优化方式在房屋结构设计中还发挥着重大的作用。

随着经济的发展，房屋占地面积越来越多，为了节省土地，房屋的层数不断增加。这样的高层次叠起，导致工程量增加，经济等的投入增加，房屋卖价也随之增长，循环下来，最终导致消费者需要高价买房。

建筑结构优化方式，是在多方面影响因素的基础上做出的科学化房屋建造方式。它不仅提倡房屋建筑的质量，并且秉承着外表美观的理念。从整体出发，具体问题具体分析的设计，多方面考虑房屋建筑的造价问题，以最少的、最好的建造成本打造最优的房屋，带动经济的发展，为人们谋利益，当然这也是促进企业快速发展的重要保障。

总的来看，房屋结构设计中的建筑结构优化方式是当前房地产相关企业重点发展的部分，收益利益的同时，也打造良好的品牌，长久发展。

3 建筑结构优化方式在房屋结构设计中要求

建筑结构优化方式在房屋结构设计的实践过程中，无论是设计人员，还是施工人员，都面临着巨大的压力，想要达到房屋建造的最好状态，只有双方共同协作才是最好的方式。

首先是设计人员。前面我们也提及到，设计是跨越了多个学科知识的智慧结晶，尤其是在艺术修为上，必须要有较深的造诣，才能够拥有设计的灵感。除此之外，设计人员的整体性观念必须要强。建筑结构优化方式是基于多方面的影响因素。设计人员把握整体的设计，也要考虑当下房屋建造技术的程度，最大化的设计出既美观又实用的房屋建筑。

其次是施工人员。施工人员并不是机械的按照设计师所设计出的房屋结构进行施工，其中也是含有灵活灵用的成分。当然，施工人员必须要遵守：质量第一、安全第一。为了提高自身的能力，施工人员应该多学习相关的理论知识，并将其应用到实践中，在实践中锻炼自己、提高自己。

最后就是设计人员与施工人员双方的巧妙配合。双方应该积极沟通，为对方提供更好的理解，达到最优的房屋结构设计效果，实现双赢，促进经济的发展。

4 建筑结构优化方式在房屋结构设计中的实践

实践出真知，只有经过实践的检验才能真正成为大众所需要的。房屋结构设计也不例外。建筑结构优化方式在房屋结构设计中的实践，我们可以得出以下几点：

（1）综合理念的考虑。无论是哪种房屋建筑，在建造的过程中都有着层次性和多方性的特征。针对于房屋建筑的层次性，它包括着房屋建造的设计理念方面、构造方面、建造施工方面等。综合理念的考虑，是极其重要的。

（2）施工期的规划。当房屋建造时，施工时间是有规定的。但是建构结构优化方式考虑到了多方面的因素，因此施工期间，房屋建造需要进行规划，要考虑到房屋建造的阶段性。

（3）房屋基本结构。对于一个房屋建筑而言，基础打造是必修课。首先是房屋的桩，既要选好桩的材料、桩的位置，又要考虑好环境对桩的影响。其次是对于房屋上部结构[5]的考虑。房屋不倒，要考虑好受力的重心。在建造结构上优化这些短处而且房屋的排水系统也是一个重点。在选择排水管的时候一定要结合实际，适当选择。

（4）房屋内线路铺设。当房屋建造好之后，电路也是一个问题。首先要考虑好电路之间的关系问题，合理安排。其次要注意电线的铺设，不能杂乱的在外，要注意安全。

5 结束语

综合以上来看，建筑结构优化方式牵扯到了方方面面，其中不变的理念就是房屋建筑的质量和外在美观度的结合。无论是设计者还是施工者，又或是企业本身，都是在积极的探寻建筑结构优化方式，期望能达到房屋建造结构的最优。并且随着时代的发展，我们相信，建筑结构优化方式会更优化，人们的住房环境会越来越美。

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一、前言

近年来，人们对生活质量的要求不断的提高，对房屋建筑的要求逐渐的从实用性向功能性、安全性、可靠性方向转变，这给房屋建筑结构设计提出了更高的要求，如何提高房屋建筑结构设计质量，已经成为房屋建筑企业亟待解决的问题，同时也是社会各界广泛关注的焦点。通过将建筑结构设计优化方法应用在房屋结构设计中，能够有效的保证房屋建筑的功能性、经济性以及实用性。因此，文章针对房屋结构设计中建筑结构设计优化方法实际应用的研究具有非常重要的现实意义。

二、建筑结构设计优化方法的概念以及重要性分析

1建筑结构设计优化方法的概念。建筑结构设计优化方法是从理论、经验上对进驻结构设计进行优化，以建筑结构优化设计理论为依据，同时凭借经验对建筑结构进行分析与认知，以此对建筑结构的整体进行优化，是对建筑设计以及工程部分的设计优化与完善。在进行建筑结构设计时，为了保证建筑结构设计的经济性，以及降低结构设计分析的难度，应该严格的控制建筑结构设计的所有环节，进而保证建筑结构设计能够满足实际需求。

2建筑结构设计优化方法的重要性。建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用，能够实现对房屋建筑结构的优化设计，不仅能够有效的控制房屋建筑工程的造价，还能够满足建筑的实用性与美观性。对于建筑企业来说，希望以最少的投资获得最大的利益，因此必须保证房屋建筑结构设计的安全性、可靠性以及科学性，这就要求对房屋结构设计进行优化。与传统房屋结构设计相比，结构优化设计方法的优点在于：保证房屋建筑结构的安全性；合理协调房屋建筑结构内部的所有单位；合理的利用材料的性能；降低工程造价6%-35%。由此可见，通过将建筑结构优化设计方法应用在房屋结构设计中，能够有效的提高房屋建筑结构的安全性、实用性以及经济性。

三、建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的实际应用分析

1建筑结构设计优化方法分析。建筑结构优化设计方法主要包括以下几种：（1）拓扑优化方法，拓扑优化方法的主要内容是寻找建筑结构刚度最理想的传力模式或者分布方式，以此优化结构的性能或者降低建筑结构的自重，拓扑优化方法是结构设计初始阶段提出的概念性设计，通过整数变量的形式或者逻辑变量的形式来表现建筑结构的实际分部形式，以此或者最佳的布局设计方案，该种建筑结构设计优化方法与其他方法相比，其经济效益更高，更容易被广大工程设计人员所接受；（2）外形优化方法，外形优化方法的研究时间相对较短，指的是在结构拓扑结构一定的基础上，调整结构内部形状与框架，以此对建筑结构进行改进与优化，以对象为标准将外形优化方法分为两种，即杆系结构与连续体结构，对于杆系结构外形优化方法，应该以节点作为为设计变量，然后进行截面优化，通常采用分布优化与综合优化进行求解；对于连续体结构，通常采用数值、解析两种方法进行结构外形优化；（3）截面优化方法，截面优化方法是采用有限元方法计算设计变量的所受应力与结构位移，通过科学的数学规划方法以及灵敏度分析，实现对房屋建筑结构的优化。

2建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的实际应用分析。文章以某房屋建筑工程为例，该房屋建筑工程采用钢筋混凝土框架结构体系，建筑面积为6408平方米，由于施工现场条件有限，建筑平面长度设计为58.1米，宽度设计为15.6米。该建筑工程总共7层，层高设计为3.6米，走廊宽度为2.4米，房间开间进深为6.6米，地基承载力控制在120kN/O-140kN/O之间，由于冬季气温相对较低，并且地下水深度为7m左右，地下水、降水会对混凝土造成侵蚀，为了保证该房屋建筑工程的安全性和可靠性，需要采用建筑结构设计优化方法对房屋结构设计进行优化和完善，具体表现为：

2.1创建房屋建筑结构优化设计模型。想要实现对房屋建筑结构的整体优化，应该创建完善的房屋建筑结构优化设计模型，具体步骤表现为：第一步，合理的选择设计变量，在选择设计变量时，应该将影响建筑结构的主要参数作为设计变量，例如约束控制参数、目标控制参数等，同时还存在一些影响相对较小、变化范围也相对较小，能够满足相关设计要求的一些参数，通常采用预定参数表示，这样能够有效的降低编制程序工作量、计算量以及设计量；第二步，确定目标函数，在进行结构优化设计时，应该寻找一组可以满足预定条件的截面相应的几何尺寸、钢筋截面积等的函数，以此降低工程造价；第三步，确定约束条件，为了保证房屋建筑结构的可靠性，在进行房屋建筑结构设计优化时，应该确定优化设计的相关约束条件，房屋建筑结构设计优化的约束条件主要包括结构体系约束、应力约束、构件单元约束、尺寸约束、结构强度约束、裂缝宽度约束等，同时在进行房屋建构设计过程中，还应该对实际的约束条件与目标约束条件进行比较分析，以此保证所有的约束条件都能够满足相关的设计要求，实现对房屋建筑结构的最佳设计。

2.2设计计算方案与程序。在进行房屋建筑结构优化设计时，设计人员应该对设计方案进行合理的优化，在此过程中会涉及到众多的变量与约束条件，设计人员在进行设计与计算的过程中，应该充分、全面的了解这些变量与约束条件，并进行科学的分析，采用数学计算方式，实现对房屋建筑结构的优化设计。当创建了模型以及确定设计方案之后，设计人员还应该根据设计方案制定相应的程序，把相关变量录入计算机，当出现设计变动时，应该改写基础结构，然后进行重新录入，由计算机根据相关的编程数据得出相应的结果。

2.3结果分析。当计算机计算出结果之后，应该对结果进行分析，以此判断设计方案的科学性与合理性。在进行房屋建筑结构设计时，应该保证房屋建筑结构设计满足结构规范标准，这就要求设计人员从多个方面考虑，综合分析之后更好的完善结构设计，降低建筑结构设计难度，在不影响整体施工质量的前提下，降低施工企业的施工成本。因此，在进行房屋建筑结构设计时，设计人员应该正视经济与技术之间的矛盾，通过优化设计，有效的的解决经济与技术之间的矛盾，尽可能的降低施工成本消耗。

四、结束语

总而言之，房屋结构设计是一项复杂的系统工程，通过将建筑结构设计优化方法应用在房屋结构设计中，能够保证房屋建筑的安全性，降低投入成本，为人们建造安全、美观、舒适、实惠、耐用的房屋建筑工程。

参考文献：

[1]胡天水.房屋结构设计中的建筑结构设计优化[J].中华民居，2013，（4）：45-46.

[2]陈俊.浅谈结构设计优化设计技术与其在房屋结构设计中的应用[J].科技向导，2013，（2）：172.

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一、建筑结构设计优化方法的现状

随着人们对生活品质的追求不断提高，对于建筑而言已经不仅仅停留在满足实用性和安全性方面，而是追求经济性和美观性等其他因素综合方面的更高水平。

（一）设计优化方法的现状

由于近年来经济的快速发展，人们的居住水平越来越高，对于高品质的居住环境需求越来越大。设计师在设计环节时需要考虑到各方面成本的因素，兼顾房屋结构的科学性和合理性。 现代的设计师不仅要有专业的设计方面知识，而且还要结合当今社会推出新颖别致的设计，才能保证设计出来方案更加的合理，更加的具有可操作性。结构设计优化工作的灵魂就是科学合理的结构优化方案设计。结合当今飞速的科学技术，科学技术水平以及设计理念，融入到房屋设计的结构中，充分考虑到房屋结构周围的配套诸元，对周边环境因素进行全面的了解，尤其是对人文环境进行实地考察，这样就能将房屋结构的各项数据进行精确控制，并对房屋结构的设计进行优化，使房屋结构更具人文性和实用性。

（二）建筑设计优化过程中存在的问题

在房屋设计的过程中，很难把握的一个问题就是，对诸多元素的一个平衡，不能一味的追求低成本，而忽略对美观性的设计和安全性的把控，避免出现顾此失彼的结果，找到兼顾各种元素的最佳平衡点，这才是设计优化方法的初衷。另外在设计过程中，需要注意很多细节的问题，针对细节差错要进行逐一的筛选、审核，避免影响整体房屋设计的观赏性和实用性。再有像前文提到的，由于人们生活水平和生活质量逐步提升，人们对住房的要求具体到每一个设计的细节，这对于房屋设计的实用性、观赏性、新颖性的考验越来越严苛，结果就导致房屋的设计优化人员不得不发散思维，激发灵感，才能更好地设计规划房屋结构和内部布局，使设计方案更加的精准，让人们更满意房屋结构的设计。

二、建筑结构设计优化策略

（一）构建设计模型

在构建模型时，将设计的限制性条件提前规划好，比如建筑结构的规划尺寸、建筑物的整体强度、预应力参数的临界点等方面。在设计的前期工作中，应当熟知这些限制条件，按照设计优化方法来优化设计方案，从而才能保证各项限制条件符合建筑构造标准，符合实际操作的具体要求。结构优化的具体数据主要是通过构建结构优化的模型计算出来的，通过一定比例的换算，使用精确地函数模型，提炼其中的相关变量，从而得出最佳的结构设计方法。

（二）优化计算方案

一套完整而且合理的设计方案主要就是依靠科学的设计优化方法，在优化过程中个汇总各项参数，而且各项参数也是复杂多变的，在优化设计方案时，常常将约束性数据转化为无限制的问题，综合多种计算方法优化出更为合理的设计方案。结合房屋具体实际应用情况，从房屋的整体结构出发，既要考虑到设计完成后的功能性要求，还要兼顾到平面布局的规模进行优化，合理地设计建筑整体布局和占地，精确计量建筑的质量中心和刚度之间差距，确保均衡力度的承载方向。

三、建筑结构设计优化方法的运用

在房屋结构设计中合理的运用建筑结构优化设计方法既实现了降低成本的目标，又能使建筑结构达到更为合理的初衷，有利于将经济效益与社会效应相结合，满足人们居住的多方面要求，达到最优的设计理念。一般来说，建筑结构设计优化方法一般运用到建筑结构设计的前期设计环节、基础地基设计、节能指标设计、对已有建筑的整体改造方案、结构的抗震效果设计等等。

（一）前期的设计环节

能够对建筑物产生决定性作用的环节就是前期的设计环节，它是决定方法的总体规划的前提，也影响着建筑物的总投资资本，是定位建筑服务功能的基本依据。然而目前的设计方案，很少在前期的建筑设计环节中运用设计优化方法，在前期的设计中往往会忽略结构设计的合理性和科学性，这些失误会对建筑结构的设计造成很多负面影响，甚至会影响到建筑的实用性和安全性的重要需求。在前期设计中运用较为合理设计方案、选择可行的结构形式，规划合理的设计方案，为科学、使用的建筑打下坚实的基础。

（二）建筑地基的结构设计优化

加强建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的运用，希望能够设计出更加符合以人为本的科学房屋结构。建筑物的地基是整体结构的关键部分，也是优化设计的关键部分，只有完成好地基的结构设计实现最优设计，才能保证后续的施工设计优化。根据其建筑物的整体规划、服务功能不同，地基的施工优化法法也不同，结合实际建筑特点，精确测量地形数据，在优化时首先考虑建筑物稳定性作为前提，再兼顾人文形态，其次还要兼顾工程的成本造价，从而优化出最佳的施工方案。

（三）节能指标的结构设计优化

建筑结构设计方法在房屋结构设计中的运用主要是为了提升房屋建筑的整体效益，满足人们的建筑需求，降低工程造价，实现观赏性和实用性的最佳平衡。选择节能指标较高的结构设计是比较明智的选择，一般的建筑结构形式分为三种，即框架结构、短肢剪力墙结构和框架与剪力墙相结合的结构。抗震效果最好的就是框架结构，选用的材料不是很多；柱截面较多的是第二种短肢剪力墙结构，但是这种结构会影响建筑物内部家具的选用和布局；即抗震效果好又不影响家具布局的就是第三种结构设计，综合适应性比较强。这三种方案结合成本因素进行考虑，各有优劣，这就需要建筑设计的优化方法根据实际情况决定最佳的设计方案。

结语：

将建筑结构优化方法应用于房屋结构设计中，能够实现提高建筑结构的经济性、降低工程总造价的目标。选择科学合理的建筑材料，将优化设计方法运用前期设计、建筑地基设计、节能指标选择等诸多环节，不仅能节约建筑工程成本，而且还能使建筑物实现美观性与功能性的统一，实现更好的经济和社会效益，更加符合科学发展观、可持续发展理念的要求。

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一.建筑结构优先设计方法理论及应用

（一）房屋结构设计中上部结构的优化设计分析

建筑结构设计优化方法的概述建筑结构设计优化方法是从林论上和经验上对建筑结构设计进行优化。建立与优化上部结构的模型首先应布置适宜的剪力墙，且将应将剪力墙的平面具有对称以及均匀分布的特点、有机结合楼层结构的重心以及楼层平面的刚度中心等原则有效遵循，进而将风荷载的作用下以及水平地震下扭转效应尽量减少；如果建筑房型是允许的那么应将大开间的剪力墙的结构形式优先采用，且将剪力墙的墙肢总数减少，也就是在楼层的侧向具有相同刚度时可将剪力墙混凝土的用量大大减少。但是 ，如果建筑物处在较差的地质条件中，那么建筑对于抗震的要求就会随之提高，所以，这就要求尽量避开大的剪力墙结构进行采取措施。例如，若是确定好墙柱之后，跨高比在五米以上，那些框架梁高度英爱采取跨度的十二分之一；另外，建筑楼板的厚度也应该与规定的相吻合。总之，房屋结构设计中的中上部结构都需要进行合理的计算分析，这也可以算是一种概念的优化。

（二）房屋结构设计中建筑以及结构协调优化设计分析

再设计的过程中要配合建筑结构以及建筑平面，进而将美观和适用结合起来以实现它设计目标。布置建筑墙柱应该同建筑物中平面功能的要求相满足；为了实现构件的标准化应尽量的统一各个房间的开间进深；而建筑体系在保证尽量简单的同时墙柱应该难以出现错位现象，且截面的面积也不该有太明显的变化发生，也不可以对夹层结构进行设置；在那些应力集中或者是受力复杂的转角地方不要设置楼梯或者电梯，以免造成安全事故。规则且简单是建筑整体的布置中要遵循的原则，并且为了避开扭转效应应该避开让建筑钢心和质心重合在一起。

（三）房屋结构设计中结构以及电气之间调优化设计分析

如果电气管线容易导线形式安装与金属管外部或者楼板以及墙体处，有可能使预制结构施工困难。因此，若管线贯穿了建筑梁在梁预制的时候应该将孔洞提前留下，并且抱着墙体的厚度与梁宽度一样。大部分房屋的建筑内部电梯房具有较多空洞在里面，同时也有较多的预埋构件。所以，在房屋设计时候应该单独计算电梯房应该具有的强度，从而保证设计合理的同时对施工质量的安全进行有效的保障。总之，在对房屋建筑工程进行建筑结构设计的过程中，设计人员必须严格遵守相应的结构设计规范，不仅仅是要了解设计规范中的相关条例，而且要与房屋设计的实际情况向结合，对优化方案进行合理应用。

（四）房屋结构设计中整体优化以及局部优化设计分析

层次性和复杂性这两大类系统性设计特点是所有建筑项目设计中都包含的部分。复杂性主要包括构件选用、材料、结构选型等，层次性主要包括设备安装系统、结构设计系统和建筑设计系统等多个方面，并且每个系统也可以分成多个子系统。进行设计的整个过程若是优化每个子系统，那么实际上将局部之间横向的联系切断。叠加起来的整个工程没有具有最优化的整体。事实上，每一项的设计环节最优化的方案都很多，也就要求再设计的时候要根据每一个阶段的形制进行优化选择，而不是一概而论。在每个阶段的优化选择，确保了建筑工程的质量提高了建筑寿命的同时可以大限度的提升企业的经济效益。

二.房屋结构设计中建筑结构优化方法的重要作用

（一）降低投入，提高经济性

建筑结构优化方法在我国现阶段国情与发展趋势来看，主要表现为高层建筑，基于这种情况，减少资金的投入是房屋建筑与时代相符合的一点。对房屋建筑结构进行优化设计可以全面发挥各种设备的性能，这样不仅可以降低工程造价，减少资金的投入，为企业赢得最大的效益。据有关数据显示，建筑结构优化设计后，房屋建筑成本大约可以节省百分之十到百分之三十，成本大幅降低，并且各个结构之间的联系也更加紧密，从而大大提高了其经济性。事实上，建筑结构优化设计方法有许多特点，如其多学科联合性广、美观性强、实用性强、又有节能环保的优点，便于施工管理等等。

（二）提升建筑的安全性

通过房屋结构的优化设计，对原来方案中的不足缺陷进行弥补，大大提升了建筑的合理性和安全性，提升了房屋的承受能力，在正常的维护下具有足够的耐久性吗，确保了房屋的安全使用。这种安全性在一定程度上就是可靠性，我国现在建筑会出现一些事故，如电梯事故，地震洪水等导致的房屋塌陷等，这些直接导致人们对建筑选择及其谨慎，所以这种可靠性对于建筑及其重要。所以建筑师要在保证安全性的前提下，不断创新。

三、小结

本文作者从 多方面分析了房屋结构设计中建筑结构有先设计方法，优化升级房屋建筑，希望可以对建筑业起到作用，并且将更加适宜的物质生存和发展环境提供给民众，最后简单说明了房屋结构设计中建筑结构设计优先方法的重要作用，不仅仅是对合理性、安全性等的优化，而且对美观性也作出了要求，进一步增强了整个房屋建筑结构优化设计的价值。

参考文献：

[1]齐建民；《建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用》；科技资迅杂志；2015（11）

[2]张岩；《建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用分析》；现代装饰（理论）杂志；2014（06）

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中图分类号：TU318 文献标识码： A

目前，人们生活水平不断的改善，在房屋建筑方面，不但对其安全性和实用性增加了要求，同时对美观性和经济性的要求也提高了一个层次。因此，在房屋建筑结构设计中必须有效实施优化设计才能满足人们对房屋建造的各种要求。也就是说，在房屋结构设计中应用建筑结构设计优化方法，才能使房屋结构具有美观性、经济性、合理性、实用性。除此之外，仍需要结合优化方法和设计方法，发挥建筑结构的使用功能和空间使用率，实现建筑结构的预期目标没，控制工程造价，使房屋建筑业获取最大利益。

1、房屋结构设计中需要注意的问题

社会体系中建筑物属于一种艺术产品，建筑师设计一个合格、满意的建筑物，应当结合建筑物的结构功能、配置和美观性进行设计。结构设计在房屋建设中占据着非常重要的位置，同时对完善和充分发挥工程功能起到重要的价值。而科学合理的设计结构功能主要取决于是否合理利用建筑资源，同时在建筑工程中也可以作为减少突发性损失的解决方法，所以，在建筑设计中应当根据结果设计分析整个建筑物的构造，并对其应当注意的问题寻找合理化的解决对策，对房屋结构设计具有重要的价值。

1.1基础工程的合理设计

基础工程配合和支撑是建筑结构的前提条件，从建筑工程方面考虑，地基施工的质量高低对建筑物的高低起着重要的作用。设计一份合理的基础工程方案有助于增加整个基础工程的功能性、耐久性，同时对于建筑设计结果的耐久性和适应性也有着重要的指导意义。所以，选择合理、实用、安全的基础工程设计方案，同时针对地质勘察资料中存在的不确定因素进行研究和探索，并找到一份科学合理的解决方法，对房屋结构的设计具有重要的意义。

1.2钢结构的合理设计

钢结构的应用在房屋结构中占据非常重要的位置，通过减少柱的截面面积和使用轻质墙板，提高面积使用率。在建筑结构中将钢结构体系用于住宅建筑可充分发挥钢结构的延性好、塑性变形能力强，具有优良的抗震抗风性能，大大提高了住宅的安全可靠性。尤其在遭遇地震、台风灾害的情况下，钢结构能够避免建筑物的倒塌性破坏。钢结构失稳包括整体失稳和局部失稳，因此，构件或框架的稳定性成为设计的主要问题，在这种设计前提下，在选择和应用合理的构件或框架之前必须对相关资料进行分析和研究，及时解决与设置有关的受力问题。对于提前解决与受力相关的问题，在结构中很大程度上增加建筑的稳定性，同时对抵抗地震问题也起到了一定的作用。

2、房屋结构设计优化方法

造价在建筑结构设计工作中是一项最为重要的步骤，并且在整个工程中也是最为关键的问题。针对控制造价的高低应用结构设计优化技术的效果非常显著，对于整个工程而言可以获得非常满意的经济效益[1]。所以，在工作中，相关施工人员和设计工作人员应当以合理适用、经济科学的设计理念进行设计和实施，选用现代化的科技手段制定一个合理的建筑设计方案，从而达到建筑工作的条件和设计的要求，同时在一定程度上也使工程造价得到了控制，使工程实施经济效益最大化。

3、在建筑结构设计中结构设计优化技术的应用

在建筑结构实践中结构设计优化技术和方法是研究和讨论房屋设计的主要课题之一，主要内容是针对建筑工程项目中前期设计、整体设计和抗震设计所研究出的一项解决方法，实施这种结构设计方法不但可以有效控制工程造价，也保留了功能性能的合理设计，对实现更大的经济利益具有重要的作用。

3.1前期设计优化应当注意的问题

前期方案在结构设计中必须得到确定，从而明确设计方案的方向，并且确定后前期方案对建筑的总投资也会产生直接的影响。目前，在前期方案设计中设计者对阶段结构设计并未进行研究和分析，在进行进驻设计时大部分的设计者都会忽略设计的可行性和合理性，这也是房屋结构中存在的常见问题[2]。这种设计方案对建筑设计结果会产生很大的影响，同时也可能会增加基础结构的设计难度，从而增加建筑的总投资。相反，若在前期方案设计中设计者加强了对阶段结构设计的重视，将其与实践情况结合，制定合理的设计方案和结构形式，则可以满足不同类型的建筑物要求，也就为下一步骤的实施起到了良好的铺垫作用。

3.2直觉设计优化技术与建筑结构设计

针对某个建筑方案在没有相关数据信息的条件下，会使设计产生很多不确定因素，并且增加设计难度，根据类似建筑方法采用直觉设计，则会设计出不同的结构布置设计发方案。建筑物在结构布置确定的基础上，若发生同种负载现象，也会早出各种分析的方法，同时，荷载、材料、设计参数的取值在分析过程中也不是一成不变的，处理建筑物细部的方法也有许多不同的手段，这些问题必须通过设计人员进行分析和探索，计算机还不能够完全解决以上问题[3]。而对判断各种想法的可行性，首先应当遵守一般的相关规律，再结合工程实践经验进行设计，也就是直觉优化技术。

3.3在建筑设计中概念设计处理的实际问题

在建筑设计中采用概念设计的主要原因是对建筑物设计中可能遇到的各种问题进行分析，针对的处理问题具有多样性和不确定性，并且通过概念设计可以在最大程度上降低由于某种原因导致建筑结构受到的破坏，或者避免建筑结构受到破坏。在导致建筑结构受到破坏中地震是破坏性最大的不确定因素，所以，必须将抗震作用重点加入到建筑设计过程中，在各个设计方面都要增加抗震所示，应当避免对抗震产生不利影响的因素。在房屋结构中减小地震的重要方法就是刚度匀称和对称，而在地震作用下延性设计对防治结构发生破坏具有重要的意义。

3.4建筑地下室层数的优化

在设计过程中，若地下室层数与实际地下室层数不相符，则可能会造成弯矩设计值的增大系数乘错位置，对筑基础的抗震能力产生一定的影响。在设计过程中应用概念设计，考虑到了上层结构和地下室层数，并且在填写信息时结合了实际情况，这样可以同时推算出地基和基础底板的纵向载荷，对抗震设计的计算具有重要的意义。

4、结语

随着城市规划建设的完善和国民生活质量的提升，房屋建筑业为了适应和满足人们对房屋设计的要求，对房屋结构设计不断的进行改制和完善。目前，建筑的装修和设计已经成为现阶段房屋建筑的主要潮流，而建设过程中房屋质量问题已经成为常见的问题，所以，设计中加强对建筑基础设计的重要性，将建筑结构设计优化方法应用在房屋结构设计中，不但解决了由于忽略设计而增加设计难度，也在一定程度上增强了抗震效果，保证了建筑结构的实用性和安全性，同时也控制了工程造价，增加了建筑企业的经济利益。

参考文献：

[1]牛海燕.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用[J].城市建设理论研究（电子版）,2012,(22):35-36.

[2]何冬霞.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的实际应用[J].中华民居,2013,(30):18-19.

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1引言

近年来，随着人们物质生活水平的不断提升，人们对生活质量要求越来越高，人们要求建筑物不仅具有适用性和安全性特点，还要有注意经济性及外表美观。设计人员在实际设计建筑结构过程中，为尽快完成建设工作，通常会注意考虑工程施工建设的便利性。所以，设计建筑结构时，要利用各种优化方法来满足人们各方面要求，研究建筑结构设计的优化方法对房屋建筑建设具有重要意义。由于建筑结构资金占房屋建筑总投入比例很高，通过优化房屋结构设计，既能确保建筑质量安全，还能减少建设成本，提高企业经济效益。

2建筑结构设计优化方法的内涵和特征

建筑结构的设计优化方法是全面考虑建筑方便的同时，把结构设计方法和艺术学、审美学充分结合到一起，把房屋建设的目的和房屋功能全涵盖的结构设计方法，再优化选择各种结构设计方案，挑选既适用又安全、美观的建设方法，确保房屋建筑质量、建设方便性及经济性。所以，建筑结构设计的优化方法有一些基本特征：美观性较强；涉及很多学科，多学科的联合性较广；实用性很强；方便建设施工管理；既环保又节能；具有较强的科学性。建筑设计师在设计建筑结构过程中，也要敢于创新，不断提出新的优化设计方法。

3优化建筑结构设计方法的重要意义

在设计房屋结构中充分运用结构设计优化技术不仅能够提升建筑工程质量，还能提升建筑企业的经济效益。我国一直提倡可持续发展理念，争取市场效益的最大化，这就要求建筑企业不仅要满足房屋建筑结构的长远效益，还要尽量减少建筑结构短期投资。和以往传统房屋结构设计比较，运用设计优化方法能够降低建筑工程建设成本，提高优化方法技术，实现建筑企业充分利用建筑材料。伴随我国高层房屋建筑越来越多，人们更加重视房屋建筑怎样既满足时展需求，又能减少建设投资的问题，而优化建筑结构设计是充分发挥机械设备和建材性能，对人们所关注的房屋建筑问题具有重要促进作用。房屋建筑结构设计如果得到优化，房屋结构各单元就能实现有机整合，进而提高建筑质量，确保人民安全居住环境。以往传统建筑结构十分注重安全质量，建筑建设成本方面控制工作做的不到位，工程设计时期成本很高，结构设计也常存有缺陷，外观也不够精美，这些都难以满足现代人们对房屋的心理需求。设计房屋结构过程中运用建筑结构设计的优化方法，技能把经济价值、审美价值、生态戒指及使用价值有效结合到一起，还能降低房屋建设成本，节省施工材料，确保房屋结构安全，具有很高的艺术性，提高房屋建筑综合效益。

4建筑结构运用结构优化技术的步骤

4.1建立建筑结构优化模型

选择设计变量过程中，要把对建筑结构具有重要影响的主要参数看出变量，例如：约束控制参数和控制目标参数。对变化范围小、影响较小或局部有关要素可以满足设计要求的参数，可以利用预定参数表示，进而减少计算数量和设计数量，变成工作量减少，工作效率自然会有所提升。确定目标函数十分重要，优化建筑结构设计过程中，需要运用满足预定条件的已失效概率函数及对应钢筋截面面积，进而降低建筑工程总的建设成本。有房屋结构设计优化来讲，一定要保证结构具有较高可靠度，确定优化设计有关约束条件，约束条件主要含有结构强度约束、构件单元约束、裂缝宽度约束、应力约束、尺寸约束等约束条件。设计房屋结构过程中，一定有认真比较和分析目标约束条件和实际约束条件，保证每个条件均满足要求，争取获得最佳设计。

4.2合理设定优化设计方案及有关程序设计

按照可靠度所做的房屋结构优化设计有着多约束条件问题且有很多复杂变量，分析计算过程中，通常要将有约束条件的优化问题转成没有约束优化问题求解。优化设计常见的计算方法有复合形法、拉氏乘子法和Powell法。根据可靠度所进行的房屋结构设计优化模型和实际设计过程中利用的计算方式，为更好的实现它们的效果，可以把这些变成具有较强功能且运算速度非常快的运用程序，进而让优化设计方案得到全面实施。

4.3综合结果的分析

计算结构设计得出各种结果后要对这些结果进行分析与比较，通过选取各种方法的优缺点选择效果最好的设计方案。分析计算结果时，一定要全面考虑有关问题，并多角度分析这些问题。结果分析在整个建筑结构优化设计里占有重要地位，选取科学的设计方案可以确保房屋建筑安全性、美观感和实用合理性，并降低整个房屋结构的建设施工成本。优化建筑结构过程中，需要注意重视有关建筑技术要求，全面考虑对建筑工程具有重要影响，分析过程中，必须全面考虑科学配置，进而才能实现预期目标。

5结构设计优化在房屋建筑中的应用

5.1建筑阶段性优化和寿命优化

建筑工程使用年限期间内，对各个阶段都要做相应优化。房屋设计人员必须清楚每个阶段特征，按照实际计算分析结果确定优化方式，进而能够科学优化工程整体寿命。最终不仅确保建筑工程建设质量，而且提高建筑施工企业经济效益。

5.2建筑局部性优化和整体性优化

房屋建筑在设计方面均具有相应复杂性与层次性特征。站在层次性角度看，含有建筑结构有关体系、整体设计体系及安装体系，每个单独体系也都含有很多下属体系。设计人员设计房屋过程中，要对应优化每个下属系统，突破关联横向性。站在复杂性角度看，房屋建筑复杂含有选取建筑施工材料和选取建筑物零部件。对每个房屋建筑来说，都要从整体上开始优化，才能实现真正的设计优化。

5.3建筑上部结构优化

设计房屋建筑上部结构需要先构建对应模型再进行系统优化。科学设计剪力墙工作非常重要，剪力墙的设置要注意确保剪力墙整体质量均匀，才能使楼层平面刚度中心点和楼层整体结构重心相重合，进而减少风力或地震给建筑带来的破坏性作用。建设房屋建筑过程中，要尽量大开间构造剪力墙，加长剪力墙墙肢的长度，进而减少墙肢数量。

5.4结构优化和排水系统优化、电气优化相协调

排水系统房间机械设备的荷载强度与荷载能力都很大，一定要把机械设备布置在地下室，并确保管道预留深度和尺寸能够满足规范标准要求，加固楼板自身钻孔位置。除此之外，注意水平方向管线有可能会贯穿梁或柱，尽量降低管线贯穿梁或柱现象出现的概率。房屋建筑里的电气管线安装通常是利用导线形式装于楼板、墙体或金属管体外部，这种安装方法会增加预制结构施工难度，因此，若要把管线穿过梁体，需要在梁体预留孔洞，并确保墙体宽度和梁体宽度相同。

6结束语

建筑结构设计优化在建筑结构设计中占有重要地位，合理选择结构设计方案既能满足有关技术要求，还能节约建设成本。建筑结构的设计优化是一个综合性很强且十分复杂的系统性问题，设计人员一定要不断深入研究结构设计优化方法，不断提高自身水平，敢于创新，为人民居住提供安全保障。

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1.前言

固体艺术中较为重要的一类为建筑，其集设计、结构、美观于一体。通常情况下，对于房屋结构而言，其设计方面要求做到美观、安全、经济、适用，且便于施工作业，与此同时要尽可能将空间利用度提高，最大化以及充分发掘有限资源，进而将经济适用目标有效实现。为了将上述目标实现，在设计上就应广泛应用优化方法，在突出结构安全、造型美感的同时，促使房屋合理、经济。

2.各类建筑结构设计的优化方法在房屋结构设计中的应用分析

2.1房屋结构设计中上部结构的优化设计分析

建立与优化上部结构的模型首先应布置适宜的剪力墙，且将应将剪力墙的平面具有对称以及均匀分布的特点、有机结合楼层结构的重心以及楼层平面的刚度中心等原则有效遵循，进而将风荷载的作用下以及水平地震下扭转效应尽量减少；如果建筑房型是允许的那么应将大开间的剪力墙的结构形式优先采用，且将剪力墙的墙肢长度适当加长，这样可将剪力墙的墙肢总数减少，亦在楼层的侧向具有相同刚度时可将剪力墙混凝土的用量大大减少。与此同时因为暗桩是剪力墙的结构中采用最多钢筋的部位，在采取大开间的剪力墙后可在较大程度上将暗桩中钢筋用量减少；然而如果建筑物处在较差的地质条件中，且建筑对于抗震亦有更高要求，那么应尽量的避免对大开间的剪力墙类结构进行采取；确定好墙柱之后跨高比在5以内的连梁高度通常采取窗顶以及楼层间高度[1]。若跨高比在5以上，具有较大跨度的那些框架梁高度应采取跨度1/12；建筑楼板的厚度应同相应规定相满足，且将楼层层高与层数准确输入，进而可对每个楼层对应荷载进行正确计算；有效确定构件后就要进行人工的修改以及干预如梁端的铰接设置与框支梁柱的定义、风荷载、混凝土的容量等相关参数与定义，使计算模型匹配于实际建筑；最后要电算设计结果，且对电算结果所具有的合理性进行分析。

2.2房屋结构设计中桩基础的优化设计分析

从桩型的角度而言灌注桩以及预制桩是桩基础主要包括的两类。因为成桩的整个过程中较难把握灌注桩的质量，同时其施工的周期同预制桩相较而言更长，所以满足基础总重、上部承载以及沉降控制基础上应将预制桩尽量使用。且因为通常的情况下基础深度不断增加的同时，相关地基土对于桩端阻力与桩身侧摩阻力亦出现不断增大的现象，所以选桩时应尽可能的选取长度较大的那些；从桩位的角度而言，要想减少钢筋用量与基础底板的厚度应将轴线桩尽量采用，亦在剪力墙下尽量的对其进行布置。

2.3房屋结构设计中结构以及给排水的调优化设计分析

因为给排水的专用房间内具有设备基础与设备存在，同其他房间相较而言其具有更大荷载。所以应在半地下室亦或地下室内尽量设置水泵间；由于给排水的房间内具有粗细不均且数量众多的管道，所以预埋件以及预留孔洞的位置与尺寸应较为准确，且有效加强楼板孔的局部。且对于水平管道将梁柱穿过的现象要尽量避免；在管道将承重墙穿过时应将加固措施有效采取；为了避免管道绕梁以及绕柱的现象发生要确保结构布置将良好条件创造给管网系统；在建筑内尤其为高层的建筑内布置空调设备时应同卫生间、楼梯以及电梯等布置于核心区域内，所以进行结构设计的整个过程中应将该类房间内的楼面负荷重点考虑，以免此类房间内因为管道较多而导致超载现象发生。

2.4房屋结构设计中建筑以及结构协调优化设计分析

在设计的过程中要密切配合建筑结构以及建筑平面，进而将美观实用以及结构合理的目标有效实现[2]。布置建筑墙柱应同建筑物中平面功能的要求相满足；为了实现构件的标准化应尽量的统一各个房间的开间进深；而建筑体系在保证尽量简单的同时墙柱应较难出现错位现象，且截面的面积不应具有明显变化发生，与楼层内的标高之间尽量的维持一致，亦不可对夹层结构进行设置；在应力集中亦或者受力复杂的那些转角部位不可布置楼梯与电梯，应将轻质材料尽量使用在非承重的构件中，而为了减轻结构的自重对承重构件进行选用时可将高强材料有效选取。规则且简单是建筑整体的布置中应遵循的原则，且为了避免出现扭转效应要尽量使建筑的刚心以及质心重叠在一起。

2.5房屋结构设计中基础优化设计分析

对轴线桩进行采取的前提下应将条形承台尽量选用。如果建筑物不具备地下室，那么应对条形的承台梁进行布置；如果有地下室那么应将水底板以及条形的承台梁有效采取；若如果建筑具有较低高度，那么承台梁高就可等同于地下室中止水板的厚度；如果建筑具有较高高度，那么应该依据计算来确定梁高。通常止水板荷载取值应依据上部结构的总重中20%同水浮力的和以及上部结构的总重中30%当中更大的部分来计算。然而当前部分人觉得该值要以最不利的水位来对水浮力进行考虑。

2.6房屋结构设计中结构以及电气之间调优化设计分析

若电气管线易导线形式安装于金属管外部亦或者楼板以及墙体处，有可能使预制结构具有较为困难的施工。因此若管线贯穿了建筑梁在梁预制的时候应将孔洞事先留下，与此同时保证墙体厚度同梁宽度一样。若无法保证一样，那么应确保墙体一侧的平面相齐于梁侧平面，进而确保管线不会在墙体的外面。绝大部分房屋的建筑内部电梯房具有较多空洞包含在里面，亦具有较多预埋构件。因此应单独计算电梯房所具有的强度，进而确保设计合理的同时对施工质量的安全进行有效保证[3]。

2.7房屋结构设计中整体优化以及局部优化设计分析

层次性以及复杂性这两类系统性设计特点为所有建筑项目设计中皆包含的部分：而从复杂性而言主要包括构件选用、材料、结构选型等；若从层次性而言主要包括设备安装的系统、结构设计的系统以及建筑设计的系统设计等方面，且每个系统又可分为较多的子系统。进行设计的整个过程中若优化每一个子系统亦或者分系统，那么实际上是将局部之间横向的联系隔断，叠加起来而形成的那个工程并非具有最优化的整体。

2.8房屋结构设计中寿命期内的分段优化设计分析

在限定的那些使用期限以内，每一项目工程中每一环节可以挑选的设计方案皆很多，换句话而言即每一个阶段皆有优化的方案存在。相关设计人员可依据每个阶段性质对对应的一些优化方法进行选取，也就是说优化工程的寿命期，最终在每个阶段皆优化项目，确保建筑施工质量的同时将企业的经济效益大幅提升。

3.结束语

近些年来，我国经济、社会与科技取得不断提高，而广大民众的生活亦随之不断提升，民众对于房屋建筑亦具有更高的要求，要求建筑本体的环保性、经济性、安全性以及功能性较强。而建筑结构的优化设计可将上述目标较好的实现，因此现在及未来房屋建筑结构的设计人员应遵循优化设计原则，优化升级房屋建筑结构，进而将更适宜的一个物质生存以及发展环境提供给民众。

【参考文献】

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中图分类号：TU2文献标识码： A 文章编号：

1 结构设计优化方法的理论体现

在从事项目设计过程中，不仅要考虑其美观实用，还要讲究安全可靠。也就是在突出其适用的同时，还要紧紧抓住美观这个环节，这就是结构的优化。这种优化的方法，站在建筑理论的角度，这种设计优化，分为项目分部结构和项目总体结构的优化等两个方面。而项目总体优化包括了系统方案的设计、围护结构方案以及结构的细部设计等。其中，也包括了选型、整体的结构布置、受力和造价分析等。因此，在项目施工过程中，要本着一切从实际出发为原则，结合现场实际情况，以效益为第一原则进行设计优化。

作为项目建筑师，必须在保证安全的前提下，进行设计优化。并且，对于一些新的模式以及结构，要敢于尝试。在设计时，建筑师，既要满足自己的设计意图，平面部分要对称、规则外，还要尽可能地缩小中心度的差异;纵向部分，要满足其使用功能，承重的部件要上下均匀贯通，尽可能减少设计上以及结构上的困难，纵向的刚度要循序渐进，避免应力过于集中。

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，分为项目分部结构和项目总体结构的优化等两个方面。其中，分部结构优化包括了基础方案的优化、房盖系统的优化、围护部分的优化以及细部设计的优化等。以上部分也包含了造型、受力以及造价的分析等。并且在规范设计以及满足其使用功能的基础上，结合现场施工情况，争取最大化的经济效益。

2.2 结构设计优化方法的实践价值

本文经过研究与实地考察得出，作为建筑不仅要满足其长远的经济需求，在建筑投资上，也要尽可能减少支出，并且在建筑的结构以及安全性和合理性上，做出长远的规划。按实际来说，采用结构设计优化的的项目，不仅可以大大降低工程的造价，一般比原有预计可降低15%到30%。[1]可以依据合理的材料及性能，让建筑在各个结构层面与空间内，达到统一协调和安全的目的。同时，依据优化方案，还可以对整体建筑进行决策等。因此，工程结构的优化技术，是我们实现既经济又安全，既美观又实用的唯一途径。

3 房屋建筑结构设计与经济性的关系

在用地方面，很讲究用地面积。一般来说，用多少地皮和房屋的设计结构有着很大的关系，特别是对于高层建筑而言，其总的建筑面积可以被算作是各层的面积之和。由于层数的增多，其间距也必须加大，必须按照一定的比例，进行递增。

③由于层数的关系，对建筑面积的影响也很大，但影响的程度也根据结构的不同而不同。随着房屋层数结构的增加，对于接触的载荷量要求增大，出于安全的考虑，在其承重的结构方面，墙的厚度，柱和梁的粗细等，随着层数的增加，在承载等级以及抗震方面，都会相应提高。这就会令房屋的造价提升。

③由于层数增高，在各个方面的投资都要相应增加，在其结构的设计以及经济性上，不仅要注重安全，也要设计合理。比如，层高需要增加的基础抗震能力以及承载能力，相应水卫以及电气管线的增加等。房屋层面的高度，决定了材料、能源等的费用，这些都会造价产生影响。[2]

4 结构设计优化方法

任何一项工程要做到美观实用，是设计以及建筑的完美结合。首先在设计上要求安全适用，在施工过程中，要经济美观，同时，在建筑过程中，便于施工。而这种结构优化设计，不仅从技术层面解决了建筑中遇到的难题，也提高了结构设计的方法。使房屋达到了真正意义上的经济适用。在建筑结构设计的优化上，主要体现分部的设计优化和工程结构中整体的优化。

4.1 结构优化设计模型

有关于结构设计上的优化方法，主要从在各种影响因素中，找出主要的变量参数，并以此建立函数模型，结合科学的方法，得出最优的答案。其模型的建立主要遵循以下步骤：一是对主要变量的选择。在通常环境下，对变量的选择，都是基于影响较大的因素。对工程中涉及到的所有参数，按照其重要性划分出各个等级，先进性预定参数的制定，那些影响力小的都划到预定参数中，以便减少编程中的工作量。二是确定其目标函数。运用函数计算，找出符合条件的答案。按照条件来确定最优方案。对于房屋结构设计优化中，在约束条件的选择上，包含了很多的内容，比如要考虑应力的影响、裂缝宽度、尺寸和一级强度等，在正常条件下，极限状态到最后的终极状态，其弹性的约束力以及约束条件等，都要符合工程项目的设计以及施工的整体要求。

4.2 结构优化计算方案

由于在房屋设计以及结构优化中，涉及的变量较多，约束的条件也很多，因此，对于这个非线性问题，要求我们在做这个方案过程中，要能以繁化简，把有约束条件化为无约束条件，在此基础上进行各种的计算。在这方面，常用到符合型法、以及Powell法等。[3]我们只要在完成计算方案的基础上，进行编程就会得到最终的优化答案。

5 结构设计优化技术的实践应用

房屋结构设计的优化，由于其涉及面广，目前来说，应用比较广泛。利用这种优化的方式，在不改变房屋各种性能的条件下，起到了降低成本的作用。这种房屋结构设计优化方法，在项目整体设计中，都可以得到广泛的应用。也可以作为前提的设计，也可以用于旧房屋的改造等各种项目的各种环节。但是，在实际的应用中，也有几点需要注意：

5.1 结构设计优化应注意前期参与

由于项目的设计方案，都会影响总的投资金额。在前提方案中，这种影响尤甚。但是，由于前期方案在设计的过程中，对其结构的可行性以及合理性，考虑的并不全面。但其设计的结果，却可以直接影响到下一步对结构的设计，这在很大程度上，增加了结构设计的难度。因而增加了项目的总体投资。假设在方案拟定的初期，就加进来结构的优化设计，作为结构设计者，就可以根据建筑的不同类别，来拟定合理科学的结构，出具完备的设计方案，从而形成一个良好的开始。

5.2 概念设计结合细部结构设计优化

在结构设计优化中，对于一些概念性的设计，由于缺乏具体的量化指标，就如抗震以及防裂度等，由于其参数的不确定，在进行计算的过程中，就会出现与现实不符的情况。因此，面对这样的问题，就需要采取概念设计，用以往的数据作参考，把人的灵活性以及智能充分发挥出来，达到最优化的结果。

作为设计者，在对宏观进行把握的同时，也不要忽略细部的设计。比如异形板的裂缝现象。在钢筋的选择上，也要充分考虑到它们的极限抗拉力等因素，在满足其塑性的基础上，选择适合建筑施工用的钢材。比如，因考虑到现浇板的受力，作为设计者在冷轧带肋钢和一级钢进行选择的过程中，就要选择冷轧带肋钢。在房屋内里的设计，也要满足其最基本的要求，这样，才能既经济又安全。[4]

5.3 下部地基基础结构设计优化

在地基基础的设计上，首先要对方案进行选择。如果是桩地基，就需要根据施工现场的地理环境来选择类型，以便节省造价。在桩端的持力层，由于影响着灌注的桩长，因此，需要因地制宜选择适合的方案。

6 结构设计优化的现实意义

(1)优化设计，对于高层建筑以及多层建筑，多层相对于高层来说，在造价上以及占地面积上都有所降低。比如，屋盖部分，一栋楼仅需要一个，和层数没有关系。对于基础，虽说是公用的，会因为层数的增加会因为承受力的加重而增加投资，但是，相对于整体造价，远没有房屋整体效果那么明显。

(2)降低层数，不但可以节省物料，其抗震性能也会大大增强。此外，在对房屋平面形状进行设计时，选择圆形或者接近于方形的设计，其的周长也会相应减少，在其基础以及表面装修上，都会相应减少。而同时，其受力性及其经济性上，也会明显增加。

7 结束语

建筑物不但是实用而且还要坚固美观，这就需要建筑师发挥其长处，进行优化设计，让实用性与艺术性达到完美的结合。既要保证其质量，又要节省成本，这就需要完成设计结构的优化。在其设计上，既要美观又要兼顾，在其对称性上，也要避免发生扭转。纵向的设计要保持贯通，在其结构及其设计上，避免重复以及僵化，做到艺术性与实用性的完美统一。

参考文献：

[1]裘继飞.浅谈建筑结构设计[J].中小企业管理与科技(上旬刊).2010年05期.

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引言

与传统的建筑结构设计方案相比，建筑结构设计优化模式可以降低建筑成本。其采用的设计优化措施可以有效地实现建筑施工中各个资源的合理配置，以及各项建筑材料的充分利用，并且协调好房间的布局，使得这些布局能够有效的结合，共同发挥其使用功能。合理的利用建筑结构优化技术，在确保建筑物安全性能的前提下能够充分的体现出其创新性。此外，这种技术还能够帮助设计人员选择最为合理的设计方式。

1、建筑结构设计优化要点

1.1结构模型的设计

在房屋结构设计中，对于建筑结构模型的设计，我们一般将其分为三个阶段，分别是选择变量、确定函数以及衡量条件。首先是选择变量。类似于工程的目标参数有房屋价格参数和预期产生的损失参数，在通常情况下，一项工程涉及到多个数值，这些数值往往会成为设计人员定稿的重要甚而决定性参照值，由此，一个变化幅度较小或考虑因素较少的各项数值的参考指标对于设计人员的意义非凡，它将会使与建筑设计、变成和计算相关的工作难度得到降低，使设计者尽快找准切合本次设计目标的数据组。找对数据，才能选择最佳设计方案，实现我们的房屋结构设计的优化[1]。

其次是对于函数的确定。工程在进行设计时，对于房屋横截面尺寸和钢筋尺寸有一个事先地设定，作为设计人员，他们需要在一众相似的函数中寻找出最符合事先设定值的函数组，并对其进行各种性质的分析，以最大程度的降低房屋建造的费用。

最后是衡量条件阶段。该阶段中的条件指在设计过程中，设计者通过工程目的和实际施工情况分析出的多项约束条件以确保工程符合相关规定。一般而言，这些条件包括房屋尺寸、架构稳定性、结构刚性、墙体裂缝限度、受力和变形限度等。

1.2计算方法和最优程序的选择确定

房屋建筑结构的设计优化过程涉及到复杂变量和多种设计条件的计算，由此，设计者在进行演算时，要注重对计算方法的合理选择，尽量是运算简便化。对有附加条件的问题进行演算时，忽略附加条件可以使计算结果更易得到，使设计者的时间与精力得到节约。唯有功能完整、用途齐全、运转高效的设计程序方能算之为最佳程序，是一种综合程序，由多个小程序组成。设计者注重对于最有程序的选择可以使其在结构设计上发挥重要作用[2]。

1.3统计结论的分析

设计者通过对前面各项数据计算结果认真的统计与分析，可以发现各设计方案之间的异同点，进而挑选出最佳方案。在分析结果中，建议设计者注重多角度的思考，不能在顾此失彼中失去最佳方案。客观看来，房屋建筑属于成本较高的行业，涉及的利益当事人也并非只有一方。因此，设计者需要对工程经济效益和技术含量综合考虑，妥善处理，实现各方利益的高度平衡。

2、建筑结构设计中的重点

2.1混凝土结构设计

在房建工程施工中，钢筋混凝土是主要的施工材料，因为其承重效果好并且性价比较高，所以得到了广泛的应用。在进行混凝土结构设计的过程中，如果设计的不够合理，在施工的过程中可能会出现裂缝，影响到建筑结构的稳定性。此外，如果初期的设计比较合理，但是在结构说明中并没有对数据进行确切的标注，在后期施工中也会影响到结构的稳定性，这是混凝土结构设计中的重点。

2.2基础结构设计

基础结构包括地基以及其它基础构件，基础工程的质量直接决定了上层建筑的质量，因为基础结构需要承受整个建筑物的荷载，并且基础结构属于隐蔽工程，所以结构设计水平非常关键。在基础结构设计阶段，要对施工现场进行详细的地质勘察，获取准确的数据资料，对于土质状况进行详细的研究，然后科学合理的制定出结构设计方案，为整个建筑打下坚实的基础。

3、房屋建设中结构设计的具体应用

3.1局部和整体优化

复杂性与层次性是任何一个项目建筑设计都具备的两大特点。从复杂性方面来看，其主要包括零部件的选取、建筑原材料的选取以及结构类型的选取等内容。从层次性方面来看，其主要包括建筑的结构体系、设计体系以及安装设计体系等，而在每一个体系之内又包括了很多个下属体系。在设计房屋建筑的时候，设计人员应该优化各个下属的系统，冲破各个布局间的横向关联，对工程进行叠加。因此，在建筑任何房屋的时候，优化的着眼点都应该是整体而非局部。只有这样，才能达到真正设计优化的目的[3]。

3.2建筑主体优化

房屋建筑的上部结构设计应当建立相应的模型并进行系统的优化。整个过程最先一步就应当合理地设置剪力墙，保证剪力墙整体的质量是均匀的，这样能将楼层中平面刚度的中心点重合于楼层整体的结构重心，从而减少地震或者风力等对其的破坏性。在房屋建设时，如果条件允许，要尽可能地对剪力墙进行大开间的构造，加长剪力墙的墙肢长度，这样就能减少墙肢的数量，还能在符合标准的基础上减少混凝土的使用。另外，剪力墙里的暗柱是拿一般性钢材铸造而成，如果采用较大的剪力墙就可以减少相对的钢筋使用数量，减少相应的成本。然而如果建筑的本身不具有相应的条件，而且对于抗震抗压的要求较高，就不得构造过大的剪力墙。

3.3桩基础优化设计

依据业主提供的地质勘察报告，结合本项目实际情况，桩基础采用钻孔灌注，桩径700mm，分抗拔桩、承压桩二种，为节约桩基成本，在建筑方案阶段，我院预估柱下荷载，结合地质报告，建议业主提前进行桩基静荷载试验，以确定最终抗拔桩、承压桩承载力特征值。因此项目地下二层，地下室埋深较深，且地下水丰富，局部建筑为三层，需要设置相应抗拔桩，在结构设计过程中，在计算抗拔桩承载力时，首先按土层参数确定抗拔桩承载力特征值，然后依据此特征值计算抗拔桩钢筋数量，满足自身承载力要求，以达到最经济效果，通过最后静载试验数据可知，抗拔桩承载力满足要求。通过提前过行桩基静荷载试验，即不影响后期施工工期，又节约了桩基数量，节约成本，取得了很好的经济效果。

3.4结构优化要和排水系统优化相互协调

现代存放排水系统的房间中会存放着许多机械设备，因为荷载强度和荷载能力都较大，所以应当将存放排水系统的房间安排在地下室，同时需要确保管道的预留深度和预留尺寸都要符合我国的相关标准，同时需要加固楼板的钻孔位置。除此之外，应担对水平方向的管线加以注意，尤其要关注水平管线是否贯穿了梁或柱，应担尽量降低这种情况的发生。如果在建设过程中因为不可抗因素导致管道贯穿可承重墙，那么则需要对墙体进行再次加固，在建筑整体上应当尽量保证管道网通结构设置上的协调性，避免管道出现绕梁或绕柱情况的发生。

结束语

综上所述，建筑结构优化设计方案是一个复杂的综合决策问题，其基本原则需要确保建筑的适用、安全、美观、经济及在施工过程中需要确保施工的便捷性。这五个方面在建筑结构优化设计中各有所重，并且之间存在着矛盾，一个优秀的设计方案应当是在五个方面的最佳结合，只有在实践中不断的探索，对建筑的结构进行设计优化，能够有效的提升建筑的设计水准和施工的质量，这对促进我国建筑事业的发展有很大的促进作用。

参考文献

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可靠和经济是建筑结构设计的发展方向。

关键字：房屋结构；设计；问题

Abstract: With the socio-economic development and people's living standards improve; the design of building structures also put forward higher requirements. Development of advanced design theory, to strengthen the application of advanced technologies, to accelerate the research of new high-strength, lightweight, environmentally friendly building materials, made the design of building structures safer, suitable, and reliable. Economic is the direction of the building structures design development.Key words: housing structure; design; problem

中图分类号：TU318 文献标识码：A文章编号：

随着社会经济的发展和人们生活水平的提高，对建筑结构设计也提出了更高的要求。发展先进设计理论，加强先进技术的应用，加快新型高强、轻质、环保建材的研究，使建筑结构设计更加安全、适用、可靠和经济是建筑结构设计的发展方向。房屋建筑逐渐由单层、多层向高层发展，房屋结构形式也由简单的砖混结构变得日趋复杂和多样。针对当前主要结构形式的建筑结构设计中，还存在―些需要解决的问题。本文主要针对当前房屋建筑结构设计中一些常见却又常被人们忽视的错误进行了剖析，指出了错误的原因和后果，并给出了一些设计建议和构造的要求。随着社会经济的发展和人们生活水平的提高，对建筑结构设计也提出了更高的要求。发展先进设计理论，加强先进技术的应用，加快新型高强、轻质、环保建材的研究，使建筑结构设计更加安全、适用、可靠和经济是建筑结构设计的发展方向。房屋建筑逐渐由单层、多层向高层发展，房屋结构形式也由简单的砖混结构变得日趋复杂和多样。针对当前主要结构形式的建筑结构设计中，还存在―些需要解决的问题。本文主要针对当前房屋建筑结构设计中一些常见却又常被人们忽视的错误进行了剖析，指出了错误的原因和后果，并给出了一些设计建议和构造的要求。

一、房屋建筑结构设计的基本方法

1、 结构平面图 在绘制结构平面布置图时，是否要输入结构软件进行建模呢？当建筑地处抗震设防烈度为6度区时，根据建筑抗震设计规范，是可以不用进行截面抗震验算的，但必须符合有关的抗震措施要求。因此对于砌体结构来说可以不用在软件中建模，直接设计即可，但设计中需要注意受压和局部受压的问题。当然，如果时间允许的情况下还是输入建模较好，有一个便利就是可以利用软件来进行荷载导算何乐而不为呢？需要注意的是，当建筑地处抗震设防烈度为7度及以上时是必须要输入软件建模计算的。

2、屋顶(面)结构图 当建筑是坡屋面时，结构的处理方式有梁板式及折板式两种。梁板式适用于建筑平面不规整，板跨度较大，屋面坡度及屋脊线转折复杂的坡屋面。折板式适用于相反的条件。两种形式的板均为偏心受拉构件。板配筋时应有部分或全部的板负筋拉通以抵抗拉力。板厚基于构造需要一般不宜小于120厚。此外梁板的折角处钢筋的布置应有大样示意图。至于坡屋面板的平面画法，通常使用剖面示意图加大样详图的表示方法，这样更便于施工人员正确理解图纸。正确绘图和设计的关键是设计人员真正的心知肚明，结构设计者必须要具备一定的空间概念，正确理解建筑图纸和意图。设计的图纸方能让施工人员明白。由于屋面的起坡会造成阁楼层的部分墙体超高，要结合门窗顶设置圈梁来降低墙的计算高度。

3、大样详图 在建筑详图的准确无误的基础上，大样详图的绘制可在建筑详图的基础上直接绘制，也可在以前做过的详图的基础上来局部改进绘制。这阶段需要注意在保持建筑外形的前提下尽量的使结构受力合理和施工方便。在标高和外形尺寸上一定要和建筑专业协调一致。

二、房屋结构设计常见问题

1、地基与基础方面

多层房屋无地质详勘报告，仅仅依据建设单位口头或笼统参照附近建筑物的基础设计资料就进行施工图设计是不科学的。地基与基础设计要做到合理，安全适用，设计人员必须依据地质勘察资料，统一考察多方面因素进行基础类型和上部结构的详细勘测方可设计，仅凭耐力这一数据是不全面的，也是不安全的，更不能盲目地把耐力容许值取得小一些就认为万无一失了。

采用换土垫层进行软弱地基处理，不进行换土垫层设计，只凭经验处置。有时设计者对软弱地基的危害认识不足，只是简单地凭借经验采用砂垫层加强一下承载力，没有进行垫层宽度和厚度计算，只能使软弱地基处理既不安全，又不经济。

2、砖混结构房屋中构造柱兼作承重柱用

在砖混结构中，构造柱不但能够提高墙体的抗震能力，而且构造柱与圈梁联结在一起，形成对砌体的约束，这对于限制墙体裂缝，维持竖向承载力，提高结构的抗震性能有着重要的作用。

在当前结构设计中，构造柱经常被作为承重柱使用，这种做法将引起以下几个问题。

构造柱作为承重柱使用后，使得构造柱提前受力，这不但会降低构造柱对墙体的拉结和约束作用，而且结构一旦遭遇地震作用时，在构造柱位置必然形成应力集中，首先破坏。这样构造柱不但起不到其应有的作用，反而成为房屋结构中的一个薄弱的部位。

构造柱一般生根于地圈梁中，没有另设基础，构造柱兼作承重柱使用后，柱底基础的抗冲切、抗弯强度及局部承压强度必然不能满足要求。柱底基础一旦发生冲切或局部承压将出现裂缝。建议承重大梁下的柱子应按承重柱设计。若梁上荷载和跨度都比较小时，构造柱也可布置于梁下，但此时必须按不考虑构造柱作用来验算墙体的局部承压和抗弯强度。经验算合格，方可在梁下布置构造柱。

3、在框架结构设计中，只注意了横向框架的设计而忽视了纵向框架的设计。

现行建筑抗震设计规范要求，水平地震作用应按两个主轴方向分别计算，各方面的地震作用应由该方向的抗侧力构件来承担。就是说，在框架结构设计中，纵向框架与横向框架有同等的重要性。一些结构设计者对以上非抗震设计，只按纵向的普通的连续梁进行设计，梁柱的节点和框架中的纵筋、箍筋的配置无法满足框架的构造要求。由于没有考虑地震的纵向作用，在实际设计中经常出现梁的支座负筋，跨中纵筋及箍筋的配筋置均不足的现象。

4、连续梁按单梁进行设计

这种情况多发在阳台边梁的设计中。由于边梁上的荷重一般较小，没有引起设计者的重视，图受力分析方便，设计者把实际应为连续梁的梁按单简支梁进行设计，致使梁在支座处上部负筋配置量过少。这样必然引起梁在支座附近上部受拉区出现竖向裂缝，进而引起梁上部拦板出现竖向裂缝。如果该边梁长度较长时，问题将会变得更加严重。因为该梁一般直接暴露在室外，受环境温度影响较大。当环境温度变化时，梁的伸缩受到梁端柱或挑梁的约束，在梁内产生收缩应力，该收缩应力作用于原已产生的梁上裂缝处，引起梁的支座附近沿整个梁截面四周裂缝贯通，梁承载力降低，直接影响了使用安全。

5、楼板设计常见问题

楼板是建筑工程中的主要承重构件，是它将楼面，屋面的荷载传给其周围的墙或梁上，楼板的设计问题必将连带梁、墙、柱等构件安全。若对整个设计考虑不周，很容易出现设计质量问题，有的还可能存在严重的质量隐患。楼板设计中常见如下几个问题。

设计时为了计算方便或因对板的受力状态认识不足，简单地将双向板作用单向板进行计算。使计算假定与实际受力状态不符，导致一个方向配筋过大，而另一方向仅按构造配筋，造成配筋严重不足，致使板出现裂缝。