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随着我国改革开发的进一步发展，全国人民的生活都步入了小康时代。越来越多的人对物质生活要求也越来越高了，许多人都住进了高楼大厦。人口的继续增长，使得建筑物越来越多，而土地资源有限，这样导致土地价格越来越高，从而导致了建筑商的建筑成本也越来越高。降低建筑成本是建筑商首先考虑的方法，那么如何控制建筑成本呢？结构优化设计思想是目前国内外比较有价值的一套理论系统。运用该理论方法，实现人民对于居住环境和生活环境的改善，提高建筑产品的质量与品味，满足小康社会人们对新生活的需求，同时降低工程建筑的造价成本，实现建筑商利润最大化的目标，这具有适用、经济、实用的价值。
1优化的结构设计方法
社会上的建筑物都很令人赏心悦目给人以美的享受，这是结构设计与建筑实施技术相互协调、密切配合，从而达到美观效果的结果
建筑结构设计我们都追求安全、适用、经济、美观、施工简单等五种目标。文中的结构设计优化，能实现建筑设计技术优化的目的，能应用于实践，它不但满足了人们对建筑美观、造型优美的要求，又能使房屋的结构设计合理、性能安全、建筑成本经济，成为名副其实的“经济适用”建筑。结构设计优化方法从建筑上来分析，它主要体现在优化设计的建筑工程结构和建筑工程结构的总体优化设计两个方面。
第一个方面：建筑模型的优化结构设计方法。
一项大的建筑工程，先设计建筑模型，那么建筑模型的优化是十分必要的。建筑工程的结构优化设计主要包括：基础结构方案的优化
设计、围护结构方案的优化设计、屋盖系统方案的优化设计和结构细部设计的优化设计。除此之外，还需要做选型、布置、受力分析、造价分析等内容的优化设计。所有这些设计，都按照一切从实际出发的原则来进行，根据工程的具体实际情况，围绕房屋建筑的综合经济效益的目标进行结构优化设计。在进行结构设计时，首先要满足设计意图后，尽量使平面布置规则，缩小刚度和质量中心的差异，这样可以避免水平荷载与建筑物中太大的扭转作用力。在竖直方向上应避开使用转换层，减少应力集中现象。
房屋结构可靠度优化设计的约束条件，包括了应力约束、裂缝宽度约束、结构强度约束、尺寸约束、从正常时的极限状态下弹性约束到终极状态的弹塑性约束、从可靠指标约束到确定性约束条件等。在设计中，我们要保证各约束条件必须符合现行规范的要求。
第二个方面：建筑模型的优化结构设计的 计算方案。
完成计算方案的设定后只需编制相应适用的运算程序即可得到我们的最终优化结果。然而，结构设计的优化涉及到多个变量、多个约束条件，这是属于一个非线性的优化问题，在设定计算方案时，需要将有约束条件转变为无约束条件来进行计算。建筑工程设计中常用
的方法有Powell算法、拉氏乘子法和符合型等方法。利用这些方法来计算建筑模型的优化结构设计方案。
2优化的结构设计技术在实践中的应用
在设计好了优化的结构设计方案后，就可以将该理论方法应用于实践之中。结构设计的优化，是目前一个比较普遍的课题，要达到利
用结构优化的方法在不改变适用性能的前提下达到降低工程造价的目的，将结构设计优化方法应用于实践之中，这是我们建筑工程设计
人员所追求的目标。结构设计优化设计应用于项目的整体设计、前期设计，旧房改造，抗震设计等设计的各分部环节，发挥着巨大的效益。
在按照结构设计优化的方法及模型进行实践的过程中，要注意下面的三个方面的问题：参与结构设计优化的前期工作，将概念设计和细部结构设计进行优化，优化下部的地基基础结构设计。下面就这三个方面进行详细描述。
2.1参与结构设计优化的前期工作
因为前期方案的确定直接影响建筑的总投资，而现在存在的普遍问题就是前期方案阶段结构设计并不进行参与，建筑师进行建筑设计时大多并不考虑结构的合理性以及它的可行性，但是建筑设计的结果却直接对结构设计造成影响，某些方案可能会增加结构设计的难度，并使得建筑的总投资提高。如果在方案的初期，结构优化设计就能参与进来，那么我们就能针对不同的建筑类别，选择合理的结构形式，合理的设计方案，获得一个良好的开端。
2.2将概念设计和细部结构设计进行优化
概念设计应用于没有具体数值量化的情况，例如地震设防烈度，因为它的不确定性，计算式难免与现实有较大的差异，在进行设计的时候就要采用概念设计的方法，把数值作为辅助和参考的依据。设计过程中需要设计人员灵活的运用结构设计优化的方法，达到最佳的效
果。
2.3优化下部的地基基础结构设计
地基基础的结构设计优化首先要选择合适的方案，如果为桩基础，那么要根据现场地质条件选择桩基类型，尽量节省造价。桩端持力层对灌注桩桩长的选择影响很大，应多进行比较以确定最合适的方案。
3优化的结构设计实际价值
结构设计优化在建筑设计中具有很重要的地位，首先使用结构优化的设计能降低建筑，其次进行优化结构的设计能提高建筑结构的经济性。这些都具有实际价值。
3.1 通过结构优化设计来降低总造价
进行结构优化设计中，多层住宅和高层住宅相比较，层数越多总建筑面积增大，单位建 筑面积占用的土地面积就越小，节约了用地成本，但建筑层数的增多，建筑总高度也会加大，楼与楼之间的间距也要加大，这时占用的土地节约量就不与建筑层数增加比例相同了。另如屋盖部分，一栋楼只有一个屋盖，并不会因为层数的增加而有所改变，它的成本下降会比较明显。对于基础部分而言，虽然也是各层共用的，但是层数增加，传给基础的荷载将会增大，我们需要增大基础，这样单位面积的造价有所降低，但是却没有屋盖的效果那样明显。
3.2 通过进行结构设计优化来提高建筑结构的经济性
建筑的层高增加，由于墙体面积和柱体积增加，结构的自重会增加，基础和柱的承载力相应增加，水卫和电气的管线会加长；相反降低层高，可节省材料，有利用抗震，同时建筑的总高度减小，两建筑之间的日照距离就会减小，间接的节约了用地。建筑面积相同，建筑使用不同的平面形状时，它的外墙周长也就会不同，这样当选择圆形或是越接近于方形时，外墙周长系数就越小，基础、外墙砌体、内外表面装修都随之减少，同时其受力性能也得到提高，增强了建筑的经济性能。
4 结论
利用结构设计优化的技术方法，能提高有限的空间、有限的资源，让其最大化的效果发挥，实现了经济化、实用性和适用性的良好目标。满足了建筑产品的品质要求不断提高的目的，实现了人们对于居住条件及生活环境的要求不断提高的需求，同时，这也实现了建筑商不断寻求新的手段来满足顾客的需求，达到降低建筑工程造价成本的目标。
5 参考文献
[1]谈建筑结构的优化设计[J].建筑科学，2009
[2]张红友.优化结构设计减少建筑投资成本[J]，陕西建筑，2008（1 1）.
【关键词】房屋结构设计 建筑结构 设计 优化
一、引言
针对建筑进行评价的指标比较多，同样的，针对建筑性能评价的指标也多种多样。一般的来讲合格的、高质量的建筑，外观应当是美观且大气，同时整个房屋建筑的基本结构完整、质量上乘，所使用的材料也相当考究。针对房屋结构设计的质量好坏、水平高低进行评价，对于整个建筑功能性的发挥以及整个建筑的后期使用均有着巨大的意义。所以，有必要针对房屋建筑的结构设计理念进行分析，对传统的设计理论进行优化和改良，以现代化的审美标准来提高房屋结构设计的水准，促进我国建筑事业和相关设计行业的不断发展。
二、建筑结构设计优化的基本理论
房屋结构设计，是一项技术含量很高的专业性活动。设计人员在进行具体房屋结构的设计时，应当兼顾建筑物的各种性能指标，包括使用价值指标、美学价值指标等。建筑物的功能价值，指的是建筑物作为人们的日常住所必须具有的遮挡风雨、抗温度变化等基本功能；建筑物的审美价值，指的是建筑物的外形要美观、结构搭配要协调，从而给人以美的享受。设计者不仅要考虑到房屋的基本性能，还要考虑到房屋的结构搭配以及美学价值的大小。在这样的设计理念指引下，设计者就要从拟定的多种方案中选择一种最佳方案，以实现房屋结构设计的综合目标。我们可以将这个方案筛选过程用科学化方式加以表达，运用建筑学和相关的数学知识，在许多种设计方案中，选择一种与设计目标最相符的、最能体现居住着需要的设计方案。
建筑结构设计优化，指的是在设计建筑结构时，要改革设计理念，应用科学、先进的设计方案筛选方式，选择出在各方面都能达到最佳效果的设计方法。建筑物内部的结构十分复杂，要将建筑物的各个部分完美组合在一起，使建筑物发挥最佳的功能，并不是一件容易的事情。建筑结构设计优化，具体包括建筑区中各个部分结构设计的优化，以及建筑物整体设计结构的优化。在这两个部分中，建筑区整体结构的优化显得更为重要，因为整体是各个部分的综合，在完善房屋高性能方面发挥着更大的作用。具体来说，建筑物整体结构的优化包括房屋顶部设计的优化、房屋设计的优化，以及房屋细节结构设计的优化。在这三个大部分中，还可以细分出型号选择、布局设置、受力研究、价格衡量等较小的设计项目。在实际的结构设计中，设计者还要紧密结合建筑工程的实际情况，努力实现房屋建造的经济效益、社会效益和环境效益。
在确保房屋结构性能稳定的前提下，设计者要大胆创新，敢于探索新型的结构优化方案。在进行建筑结构设计的过程中，设计者要平衡房屋使用者和建造者的利益，充分考虑房屋建筑工作者的意见；在满足建筑物建造者需求的基础上，寻求新式的房屋结构布局方法。
具体而言，房屋的平面结构应当凭证，体现出建筑物的对称美，并尽量减小平面建造质量与房屋刚性结构要求之间的差异，使得房屋在承受较大的水平方向作用力时，不至于发生结构性的扭曲；在满足居住着使用要求的基础上，设计者应将房屋的承重结构设计成竖直贯通的形式，以便增强房屋对竖直方向压力的承受能力；尽量不更换房屋原有的转换结构。因为一旦更换这些结构，就会消耗大量的建筑原料，不符合房屋建设的经济性的要求，还不比较容易造成外来压力集中于某一个承受点上的现象；竖直方向的刚性程度设计要遵循渐变规律，避免刚性结构角度的突然改变。否则，角度突变的部位在受到强烈的水平压力时，不容易转移压力，这对于房屋整体抗压性能的提升是很不利的。
三、房屋结构设计优化方法概述
在建筑结构设计工作中，造价是极为关键的一个环节，也是整个工程中比例极为重大的问题。结构设计优化技术的选用对于造价控制极为关键，可以产生客观的经济效益。为此，建筑设计部门和有关工作人员在工作中必须要遵守经济、适用、合理、科学的设计原则，精心设计，采取科学的现代化技术手段制定出能够满足建设设计、工作要求的设计方案，从而实现降低工程造价、取得工程最大经济效益的目的。
1.结构设计优化技术分析
在刚从事建筑工程项目结构设计的时候，除了考虑到设计对象的基本使用功能以及安全可靠性之外，还应当在工作中考虑到将它作为设计对象来进行分析，使得其尽可能的达到完美。这就是工程和结构的最优化问题，是一个用科学的语言来描述的问题。对于利用确定的数学方法，在所能的设计方案的集合中搜索出可以让人满足、达到预计标准的方案。
结构设计优化方法从建筑理论上进行分析，主要是体现房屋工程分布结构的优化设计和整体结构优化设计两个不同的方面。其中房屋结构整体优化设计则是一个涵盖了房屋系统的设计、房屋围护结构设计、房屋选型设计、房屋布置、房屋受力分析以及地面工程等多个环节的复杂工作。而局部设计主要是指对房屋某一部位和分项工程进行优化和改进的结果。
2.房屋结构优化设计的意义
就一个建筑工程项目而言，结构设计优化技术的应用不仅可以达到降低工程造价、提高工程效率的效果，而且对于实现房屋的美观性、实用性以及室内空间的个性化布置有着重要的意义。在建筑市场上，每一个单位和企业都希望工程在满足建筑结构长远效益的基础上，最大限度的减少和降低建筑结构的近期投资，同时保证建筑物的节后可靠性、科学性，也只有这样，才能够在工作中实现持续发展、可持续发展以及更多的市场经济效益。
四、结构设计优化技术在建筑结构设计中的应用
结构设计优化方法和技术使用于实践之中的一个广泛课题，是建筑工程项目的整体设计、前期设计、抗震设计等多个部分环节组成，利用结构优化的方法不改变使用性能的前提降低工程造价，已取得巨大的经济效益。
1.结构设计优化前注重事项
结构设计过程中，前提方案时明确设计方案目标的前提，前期方案的确定直接影响建筑的总投资，而现在存在的普遍问题就是前期方案阶段机构设计并不进行参与，设计者进行建筑设计时大多不考虑结构的合理性以及它的可行性，但是建筑设计的结果却直接对结构设计造成影响，某些方案可能会增加结构设计的难度，并使得建筑的总投资提高。如果在方案的初期，结构优化设计就能参与进来，那么我们就能针对不同的建筑类别，选择合理的结构形式，合理的设计方案，获得一个良好的开端。
2.直觉优化（概念设计优化）技术与建筑结构设计
直觉设计用于没有具体数量的情况下，由于不确定性和计算难度大等差异，在对于统一建筑方案，可以有许多不同的结构布置设计；确定了结构布置的建筑物，即使在同种荷载情况下也存在不同的分析方法；分析过程中设计参数、材料、荷载的取值也不是唯一的；建筑物细部的处理更是不尽相同，这些问题是计算机无法完全解决的，都需要设计人员自己作出判断。而判断只能在结构设计的一半规律指导下，根据工程实践经验进行，这便是前面所说的概念设计。因此，概念设计存在于设计师对多种备选方案进行选择的过程中。
3.概念设计处理的实际建筑设计问题
概念设计所要处理的问题是不确定的，多种多样的，例如一些抗震能力。但可以肯定的是希望通过概念设计，建筑结构能在各种不期而遇的外部作用下不受破坏，或是破坏程度降至最低。因此，分析如何应付建筑物可能遭遇的各种不确定因素成为概念设计的重要内容。其中，地震作用最为难以琢磨，破坏性也最大。故而，建筑设计过程中就应该未雨绸缪，从计算及构造等各个方面都要采取一些有助于提高抗震能力的措施，不利于抗震的做法则应尽量避免。刚度均匀、对称是减小地震在结构中产生不利影响的重要手段；延性设计则能有效地防止结构在地震作用下发生脆性破坏。
五、结束语
综上所述，只有合理地选择建筑结构设计方案，不但可以满足相应的技术要求，还能节约工程成本，因此在建筑结构优化设计时，合理的设计方案极其重要。但是建筑的结构优化设计非常复杂，且具有很强的综合性，因此必须深入研究对建筑结构设计的优化方法。
参考文献：
[1]周宏伟 刍议房屋结构设计中建筑结构设计优化方法的应用[J] 四川水泥 2014（12）
【关键词】房屋结构设计；结构设计；优化设计技术；应用
近年来，由于土地价格市场的变化，不断上涨的土地价格给开发商的建筑总成本控制带来了极大的压力，同时，人们对于居住条件及生活环境的要求不断提高，相应建筑产品的品质要求也就不断提高，这就让开发商不断寻求新的手段满足顾客需求，而降低工程造价就成为开发商追求的直接目标，这就需要我们利用结构设计优化设计技术方法，提高有限空间、有限资源的最大化效果发挥，实现经济化、实用性和适用性的良好目标。
1. 结构设计优化方法
赏心悦目的建筑是建筑的美观与结构设计相互协调密切配合的结果。建筑结构设计追求适用、安全、经济、美观和便于施工五种效果，而建筑设计优化设计技术方法的应用不但满足了建筑美观、造型优美的要求又能使房屋结构安全、经济、合理，成为实际意义上的“经济适用”房。从建筑上分析结构设计优化方法，它主要体现在房屋工程分部结构的优化设计和房屋工程结构总体的优化设计量方面。
房屋工程分部结构优化设计包括：基础结构方案的优化设计、屋盖系统方案的优化设计、围护结构方案的优化设计和结构细部设计的优化设计。对以上几个方面的优化设计还包括选型、布置、受力分析、造价分析等内容，在实施过程中，还应该按照一切从实际出发的原则，结合具体工程的实际情况，围绕房屋建筑的综合经济效益的目标进行结构优化设计。进行结构设计时，应在满足设计意图后，尽量使平面布置规则，缩小刚度和质量中心的差异，这样水平荷载就不会使建筑物有太大的扭转作用。竖直方向上应避开使用转换层，减少应力集中现象。
1.1结构优化设计模型。结构设计优化就是在各种影响变量中选择主要参数，并建立函数模型，运用科学合理的方法得出最优解。结构总体的优化建立模型的大致步骤如下：（1）设计变量的合理选择。通常的设计变量选择对设计要求影响较大的参数，将所涉及的参数按照各自的重要性区分，将对变化影响不大的参数定为预定参数，通过这种方法可减少很多计算编程的工作量。（2）目标函数的确定。使用函数找出满足既定条件的最优解。最后，约束条件的确定。房屋结构可靠度优化设计的约束条件，包括了应力约束、裂缝宽度约束、结构强度约束、尺寸约束、从正常时的极限状态下弹性约束到终极状态的弹塑性约束、从可靠指标约束到确定性约束条件等。设计中，要保证各约束条件必须符合现行规范的要求。
1.2结构优化计算方案。结构设计优化设计多个变量、多个约束条件，属于一个非线性的优化问题，设定计算方案时，常将有约束条件转变为无约束条件来计算。常用的方法有拉氏乘子法、符合型法、Powell等。完成计算方案的设定后只需编制相应适用的运算程序即可得到我们的最终优化结果。
2. 结构设计优化技术的实践应用
结构设计优化方法应用于实践之中，是目前一个比较广泛的课题，利用结构优化的方法在不改变适用性能的前提下达到降低工程造价的目的。结构设计优化设计应用于项目的整体设计、前期设计，旧房改造，抗震设计等设计的各分部环节，发挥着巨大的效益。在按照结构设计优化的方法及模型进行实践的过程中，要注意下面的几个问题。
2.1结构设计优化应注意前期参与。因为前期方案的确定直接影响建筑的总投资，而现在存在的普遍问题就是前期方案阶段结构设计并不进行参与，建筑师进行建筑设计时大多并不考虑结构的合理性以及它的可行性，但是建筑设计的结果却直接对结构设计造成影响，某些方案可能会增加结构设计的难度，并使得建筑的总投资提高。如果在方案的初期，结构优化设计就能参与进来，那么我们就能针对不同的建筑类别，选择合理的结构形式，合理的设计方案，获得一个良好的开端。
2.2概念设计结合细部结构设计优化。
（1）概念设计应用于没有具体数值量化的情况，例如地震设防烈度，因为它的不确定性，计算式难免与现实有较大的差异，在进行设计的时候就要采用概念设计的方法，把数值作为辅助和参考的依据。设计过程中需要设计人员灵活的运用结构设计优化的方法，达到最佳的效果。
（2）与宏观把握相对应的，设计的过程同时要注意对于细部的结构设计优化，比如现浇板中的异形板拐角处易出现裂缝，可划分为矩形板。注意钢筋的选择，I级钢和冷轧带肋钢市场价格差不多，但是他们的极限抗拉力却相差很大，所以在塑性满足要求的情况下，现浇板的受力钢筋就可选择冷轧带肋钢筋。在做里面设计的时候，外立面上的悬挑板及配筋，满足基本的规范要求即可，达到既安全又经济的目的。
2.3下部地基基础结构设计优化。地基基础的结构设计优化首先要选择合适的方案，如果为桩基础，那么要根据现场地质条件选择桩基类型，尽量节省造价。桩端持力层对灌注桩桩长的选择影响很大，应多进行比较以确定最合适的方案。
3. 结构设计优化的现实意义
3.1结构优化设计降低总造价。进行结构优化设计中，多层住宅和高层住宅相比较，层数越多，总建筑面积增大，单位建筑面积占用的土地面积就越小，节约了用地成本，但建筑层数的增多，建筑总高度也会加大，楼与楼之间的间距也要加大，这时占用的土地节约量就不与建筑层数增加比例相同了。另如屋盖部分，一栋楼只有一个屋盖，并不会因为层数的增加而有所改变，它的成本下降会比较明显。对于基础部分而言，虽然也是各层共用的，但是层数增加，传给基础的荷载将会增大，我们需要增大基础，这样单位面积的造价有所降低，但是却没有屋盖的效果那样明显。
3.2进行结构设计优化提高建筑结构经济性。
（1）建筑的层高增加，由于墙体面积和柱体积增加，结构的自重会增加，基础和柱的承载力相应增加，水卫和电气的管线会加长；相反降低层高，可节省材料，有利用抗震，同时建筑的总高度减小，两建筑之间的日照距离就会减小，间接的节约了用地。建筑面积相同，建筑使用不同的平面形状时，它的外墙周长也就会不同，这样当选择圆形或是越接近于方形时，外墙周长系数就越小，基础、外墙砌体、内外表面装修都随之减少，同时其受力性能也得到提高，增强了建筑的经济性能。
（2）与传统的结构设计相比，采用结构设计优化方法可以使建筑工程造价降低6%～34%。优化方法的技术性实现，可以最合理的利用材料性能，使建筑结构内部各单元得到最好的协调，不仅可以实现建筑美观、实用，而且在造价方面也有较大的节省，达到了建筑工程设计对适用、安全、经济、美观和便于施工的一般要求。通过使用优化设计手段，达到这5个方面的最佳结合，符合现今建筑商对于建筑结构的效益的需求，也符合市场可持续发展的需求。
参考文献
[1]谈建筑结构的优化设计[J].建筑科学，2009（4）.
[2]张红友.优化结构设计减少建筑投资成本[J]. 陕西建筑，2008（11）.
[3]马臣杰，张良平，范重.优化技术在深圳京基金融中心中的应用[J]. 建筑结构，2009（4）.
【关键词】 建筑；结构设计；优化
随着业主对建筑物安全性、适用性提出越来越高的要求，建筑结构设计优化成为企业在激烈竞争中脱颖而出的关键。结构设计优化必须通过反复推敲，结合力学等多门学科知识一起分析，确保数据与规范要求相一致，最终确定最佳方案。尽管目前设计单位众多，而且多种设计软件可供选择，但是设计思想普遍保守，很难在结构设计中实现技术与经济并行的目标，为了有效控制造价，促进企业、国家发展，优化结构设计势在必行。
1 结构设计及其优化的含义
在结构设计中，主要从力学角度分析尺寸、刚度等是否符合构造需求，通过这种设计得到的方案可以通过变量或者参数的形式展现出来，变量或者参数最终构成目标函数。通过传统的结构设计得到的是可行性设计，基本是基于安全角度确定的，但是并不是最优设计方案。下面根据两个工程实例的数据分析，对房屋结构设计中设计优化方法的探讨。结构设计优化可以实现量的优劣取舍，得到最佳方案。
2 建筑结构设计优化实例分析
2.1 实例一
广东某化工有限公司-商业广场，工程等级二级（地下2层，地上9层，多塔框剪，65162.8O）。该工程地下室超长，长边约280米，短边约30米，成功用不设变形缝设计解决了混凝土开裂和防水难题，但是工程经济性及使用空间的合理性却遭受考验。地下室楼盖选型对于控制工程造价有直接影响。通常楼盖形式可以分为梁板式与无梁楼盖两大类，其中梁板式又分为双向和单向，无梁楼盖分为实习和空心。下面按柱距8.9mx8.9m的各种楼盖结构形式对比计算分析，并作出如下材料用量分析表：
最终本工程负一层楼盖采用无梁楼盖，主要考虑到地下室净高及减少基坑开挖深度；地下室顶板楼盖采用主次梁（单向板）楼盖，主要考虑到造价最低及本工程地下室顶板作为上部结构嵌固端，同时需满足规范相关规定要求应采用梁板式结构。
总结： 1、从以上《材料用量分析表》中可以看出梁板式楼盖中主次梁（单向板）结构形式的单位面积造价最低，井字梁结构形式的单位面积造价最高，十字梁结构形式单位面积造价介于两者之间； 2、主次梁楼盖与无梁楼盖单位面积用钢筋量比较接近，但无梁楼盖混凝土用量较多，使其单位面积造价高于主次梁楼盖； 3、主次梁结构形式由于其中一个方向框架梁梁高与次梁同高，设备管道可以垂直于次梁布置，这样可以提高地下室净高，无梁楼盖考虑150mm操作空间其地下室净高比主次梁结构提高了100～200mm，但比主次梁结构增加了近三分之一的重量，增加基础造价； 4、无梁楼盖施工简洁、施工速度较快，模板简单，能够有效满足工期要求，视觉美观，无梁楼盖由于自重较重，故对地下室抗浮有利； 5、当地下室层数较多（3层以上）地质条件较好时，结构抗浮要求较高，可采用无梁楼盖结构形式增加结构自重有效的抵抗水浮力以降低抗浮设计难度；当地下室层高受限制时采用无梁楼盖或空心楼盖结构形式可较好的达到地下室净高要求； 6、当地下室层数较少（2层）抗浮水位较低时建议采用主次梁结构形式，以减轻结构重量； 7、对于地下室顶板，当做为上部结构的嵌固端时，由《建筑抗震设计规范》6.1.14条：“地下室在地上结构相关范围的顶板应采用现浇梁板式结构，相关范围以外的地下室顶板宜采用现浇梁板结构”，故根据规范要求，建议采用主次梁（单向板）结构或梁板加腋大板结构。
以上结构经济性对比仅限于平面结构构件的对比，实际上整个地下室工程的经济性应充分考虑地下室层高、埋深、基坑的开挖、支护结构等各项工程的综合造价。
2.2 实例二
广东省韶关市某镇政府办公楼工程，建筑层数为四层，砌体结构，并选用条形基础，工程钢筋用量如下表如示：
通过上表可以发现该工程总含钢量为30.977kg/m2，该值偏高，因此可以通过结构设计优化在此环节控制造价。
工程中采用了钢筋混凝土构造柱，构造柱能满足抗震与抗剪要求，但不用承受竖向荷载。构造柱大多设置于横纵墙交线，也设置在墙转角等处，为了使房屋稳定性得到提升，构造柱的尺寸较大。本工程位于六度区，构造柱按照规定应当设置在电梯间四角、外墙四角和对应转角处、隔12m或单元横墙与外纵墙交接处、楼梯间对应的另一侧内横墙与外纵墙交接处。本工程在规范中要求设置构造柱以外的多个部位设置了构造柱，为了控制造价可以将规范要求外的构造柱去除。根据抗震规范，砌体结构建筑的构造柱截面不得小于180mm×240mm。箍筋间距不超过250mm，并加大四角处布置构造柱的截面。在本工程采用的构造柱规格为360mm×240mm、240×480mm等，钢筋直径均为14mm。将钢筋直径改为12mm，并统一构造柱规格为240mm×240mm，可以使钢筋用量得到控制。
该工程使用现浇板，在设计初期，多由经验公式确定板厚，该板厚只作为暂定值，为了精确确定板厚，还需进行裂缝和挠度验算，并逐渐降低板厚后反复验算，如果板厚降低后仍满足设计要求，则优化是可行的。本工程中4.1米开间房间板厚设计是130毫米，经过挠度图分析和裂缝分析，板厚设计偏保守，经两次降低板厚与验算，最终确定110毫米符合设计需求。本工程采用的现浇梁也有优化空间，内廊处的梁是多余的，而且主梁为跨度取值的1/10。该比例相对保守，根据本工程开间不大，结合考虑梁的经济配筋率主梁梁高取跨度1/12～1/15也可以满足设计要求。降低部分圈梁高度，原圈梁高度为了配合建筑门窗统一为600mm，现降低东西向无窗及小窗墙体圈梁梁高。
基础造价在工程总造价中比重大，埋深、尺寸等都直接影响总造价。由于基础的影响因素众多，所以基础设计优化的途径更多，潜力更大。在以往的结构设计优化尝试中，盲目增加基础宽度及埋深都未取得良好效果，有时还适得其反。一般层数较低的工程条形基础、灰土基础与砖基础应用都比较广泛，本工程选择钢筋混凝土基础，基础埋深1.70米。通过分析土层较为理想，基础高度具有优化空间。基础埋深偏高，而且施工现场地质情况良好，基础埋深设置为1.40米即可满足设计需要，后经地基土浅层平板载荷试验，承载力满足要求。
经过上述优化，钢筋使用量降低约21t。仅从钢筋角度就已减少大量成本，因此可以说明建筑结构设计优化在控制造价方面有突出作用。总结上述优化措施如下：合理确定构造尺寸与钢筋直径；简化梁板柱受力体系，省去不必要的梁设置；降低圈梁高度；合理选择基础形式及埋深。
3 结构设计优化的注意事项
结构设计优化确实可以有效控制工程造价，提高企业经济效益，但是具体实施过程中却必须克服一些困难：施工单位为了加快工程进度，没有严格按照设计进行，从而无法实现设计效果；部分设计人员工作经验不够丰富，从而在设计时顾此失彼；将过多的精力与时间放在建筑局部的设计上，缺乏大局观，对整体造价考虑过少；一味追求控制工程造价，使建筑物的安全性和耐久性得不到保证，实际施工过程中偷工减料现象严重。以上几点都是影响建筑结构设计优化实际效果的重要因素，在设计过程中必须杜绝这些现象的发生。
4 小结
人类的资源不断被消耗，如何提高资源利用率是每位建筑结构设计人员必须面对的问题。建筑结构设计优化是控制工程造价的重要手段，但是也不能在追求效率的同时忽略质量，既省材又实用是进行结构设计优化时遵循的重要原则。
【参考文献】
[1]张阅荣.房屋结构设计中的建筑结构设计优化[J].建筑工程技术与设计，2014，（20）：734-734.
[2]许宗雨.探析房屋结构设计中建筑结构设计优化方法的应用[J].江西建材，2014，（16）：36-37.
关键词：轻型钢结构；结构优化设计；造价低
Abstract: at present, the domestic the most widely used of light steel structure is not only the door frame, it has the construction period is short, low cost, low cost and later period maintenance supply responsibility such advantages as a single, in industrial construction market occupied a very important position, so do the door frame of the structural design and optimization design of the steel structure design personnel is very important, this paper steel portal frame structure design of the light steel structure optimization design work on several points are discussed.
Keywords: light steel structure; The structure optimization design; Low cost
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
现在越来越多的轻型钢结构门式刚架被用在工业厂房、公路（铁路）库、仓库、飞机库、集贸市场、现代农业建筑、现代牧野建筑、体育场馆、展厅、航空港、商业建筑中，这种广泛的应用必将要求结构设计工作者具有扎实的专业功底、丰富的工程经验，能根据具体的工程实际情况，对轻钢厂房进行结构设计优化，达到结构设计的最小用钢量。本文结合多年的设计经验和有关资料，分析了不同跨度、不同柱距、不同檐口高度、不同材料等级、不同荷载及有无吊车、吊车吨位大小等因素的变化对用钢量的影响，对轻钢厂房结构中哪些途径达到对结构设计的优化。
1轻钢厂房优化设计中合理跨度的确定
在轻钢厂房中跨度的合理选择将直接影响厂房的用钢量。不同的生产工艺流程和使用功能在很大程度上决定着厂房的跨度，因此应根据厂房的使用功能和生产工艺条件来确定较为合理的经济跨度。一般情况下，当柱高及荷载一定时，适当加大跨度，刚架的用钢量增加并不明显，但节省空间，基础造价低，综合效益较为可观。通过大量计算发现当檐口高度为6米、柱距为7.5米、荷载情况完全一直的情况下（恒荷载为0.5KN/m2，基本风压为0.4 KN/m2，无吊车荷载）跨度在18~48米之间的刚架单位用钢量（Q235-B）为18~35kg/m2，当檐口高度为12m时（其他情况一样），跨度在18~48米之间的刚架单位用钢量（Q235-B）为25~40kg/m2，当檐口高度超过18m时，宜采用多跨刚架，其用钢量较单跨刚架节约16.7%左右，因此，设计者应根据具体要求在方案设计时选择较为经济的跨度。
2轻钢厂房优化设计中合理柱距的确定
在轻钢厂房中柱距的选择是否合理将直接影响厂房的用钢量。刚架的间距跟刚架的跨度、屋面荷载、檩条形式等因素有关，当刚架跨度、屋面荷载、檐口高度、无吊车荷载、钢材标号等情况相同的情况下，随着柱距的增加，刚架用钢量比例呈逐渐下降趋势，但当柱距增加到一定数值后刚架用钢量随柱距的增加而下降的幅度较为平缓，而檩条、墙梁、柱间支撑等构件随柱距的增大而增加，就房屋总用钢量而言，随柱距的增大先下降而后上升。一般情况下，门式刚架常用柱距建议取7~8m。当无吊车或吊车吨位较小时，柱距可取7.5~8m；当吊车吨位较大时，柱距可取7~7.5m。笔者经过对多年工作的总结得出一个大致的结论，在通常情况下，柱距取7.5m左右较为经济，小于7m或者超过9m，结构总用钢量会明显增加。另外还应在结构设计中考虑设计的标准化、定型化、品种规格化等因素的影响。
3轻钢厂房优化设计中科学的力学模型的确定
门式刚架形式多种多样，钢柱可以是实腹式，可以是组合实腹式，也可以是格构式。梁柱刚接节点中中和轴的选取对高强螺栓直径以及端板厚度都有很大的影响。柱脚的连接形式一般多位铰接，多跨中柱可做成摇摆柱，柱子与基础做成铰接形式。但当柱子较高或有较大吨位吊车时，为控制柱顶及牛腿顶面水平，一般可将柱与基础做成刚接形式。门式刚架梁柱一般采用实腹式变截面，除腹板高度变化外，厚度也可以有变化；上下翼缘宽度及截面也可根据情况变化；相邻单元的梁翼缘也可以做成不同截面。因此影响整个刚架用钢量的因素有上下翼缘的宽度和厚度，腹板的高度和厚度，而且这些因素相互影响，相互制约。柱通常为楔形截面，其最大截面高度与最小截面高度之比为2~3为宜。构件的平面外稳定可通过设置隅撑来保证，可有效减小梁柱截面面积，以达到减少轻钢厂房总用钢量的目的。
4轻钢厂房优化设计中荷载的合理的确定
轻型钢结构设计过程中首先应明确的是厂房所承受的各种荷载效应。荷载的大小对构件的截面的选取有直接的影响，而且更关乎着结构安全性能，因此，设计工作开始前应广泛收集资料，并根据当前规范合理确定房屋的各种荷载是非常必要的。一般来说，房屋所承受的荷载主要有：恒荷载、活荷载、吊车荷载、风荷载、雪荷载及积灰荷载。对于吊车荷载，应根据具体情况考虑多台吊车荷载折减系数，吊车工作制以及吊车的技术参数，都对门式刚架的强度、稳定性以及变形都有很大的影响。轻型门式刚架结构设计应对各类荷载以及各自折减系数考虑周全，既要保证厂房结构的安全可靠性，也要最大限度地降低厂房的总体用钢量。
5轻钢厂房优化设计中钢材类型的合理的确定
在结构设计时，主刚架宜采用Q345-B钢材，吊车梁宜采用Q345-C钢材，材质应符合《低合金高强度结构钢》（GB/T1591-94）要求。当结构构件的截面面积由其强度控制时，采用Q235钢所需的截面为采用Q235钢的1.47倍，而Q345钢材价格略微高于Q235钢材，综合考虑采用Q345钢材较省。当构件的截面尺寸由变形(即构件刚度)和稳定性控制时，材料强度的影响就不十分明显了，因为构件的刚度和稳定与材料强度无关。因此，构件材料的合理选择应根据实际情况，综合分析比较确定。
6轻钢厂房优化设计中其他方面
轻钢厂房中的次要构件主要包括厂房的柱间支撑、屋面水平支撑、山墙抗风柱、隅撑、天沟板、屋面及墙面檩条等构件。这部分用钢量约占总用钢量的25%~30%。因此，正确的构件设计及构造对保证整个的结构安全、节省材料、控制工程造价具有非常重要的意义。在无吊车的轻钢房屋中，柱间支撑的上柱支撑，可以优先采用柔性支撑，下柱支撑可以考虑采用型钢支撑。屋面支撑宜优先考虑设置柔性支撑。门式刚架轻型房屋结构屋面、墙面檩条一般采用冷弯薄壁C型钢或Z型钢，宜优先采用Q345镀锌冷弯薄壁型钢，但从合理的群面造型考虑，檩条截面高度也不宜过高，一般以不大于280mm为宜，因冷弯薄壁型钢易于加工和维护以及节省钢材的目的，应优先选用冷弯薄壁型钢，尽量不采用实腹式型钢如工字钢，避免采用格构式檩条。
7结论
在轻钢房屋结构设计过程中用钢量的控制非常重要，通过以上叙述，可以的出如下几点结论：
1） 在满足工艺专业及甲方对厂房布置的要求的前提下，一般轻钢厂房的柱距应优先考虑7.5m为宜。
2） 在满足工艺专业、甲方及场地条件的要求的前提下，一般轻钢厂房的经济跨度在18~36m，吊车吨位较大时，经济跨度在24~36m，无吊车或吊车吨位较小时，经济跨度在18~24m。
3） 在满足厂房正常使用的前提下，应尽量降低厂房的檐口高度。
4） 在厂房的结构设计过程中，应将各种荷载及其折减系数考虑周全。
5） 屋面檩条及墙梁尽量采用冷弯薄壁C型钢。
6） 在满足焊接工艺及其他条件的前提下，且构件设计由强度控制时，尽量采用低合金高强度钢材。
7） 在满足工艺布置的前提下，尽量减少变形缝的设置。
8） 在可能的条件下，尽量采用铰接平板柱脚。
【参考文献】
【1】 CECS102:2002 门式刚架轻型房屋钢结构技术规程[S]
【2】 GB50018-2002 冷弯薄壁型钢技术规程[S]
关键词：建筑；结构设计；优化
中图分类号：TU198文献标识码： A
在建筑领域内，数字计算机和相关的数字技术，不仅能够让从业者轻松自如的完成数据分析和计算、项目设计和出图等一系列工作。而且它也带给了我们许多“新体验”。比如说：建筑结构设计优化。经验告诉我们，在以数字计算机为操作平台，以数学、力学等学科为参考的建筑结构设计优化工作，不仅能够辅助结构师进行项目“可执行性”（传统结构设计）这一主要工作，同时，它也能够对结构设计的“安全性”、“经济型”等有关问题起到权衡利弊的作用。
一、建筑结构设计优化的好处
我们都知道，在传统的建筑结构设计中，设计者通常会根据设计要求，然后结合以往的实践经验，参考近似的设计方案，以判断的方式去着手进行相应的设计方案，在此之后，再去进行有关“强度”、“刚度”、“稳定”等相关方面的计算。在运用此方法进行结构设计时，如果条件允许的话，设计者还会从结构布局、结构外形、材质选择等方面入手，去寻求一个更为合理的设计方案，而在力学分析方面也仅仅是起到了一个核对查考、比较验证的作用。于是，传统的建筑结构设计就暴露出以下这么几种主要弊端：①工作量大、效率低下；②由于时间限定和设计者经验不足等内外因素，致使所敲定的设计方案并非是最为理想、科学的方案；③以分析和计算各种外界因素作用下的受力、变形等力学反应为工作目标，未达到设计这一层面。
然而，伴随着数字技术等科学技术的崛起和涌进，我们人类的思维、感想等各种与设计有关的因素，也不断地被充溢和改变着。能够起到“分析”作用的传统结构设计方式就明显的有些力不从心了。因为，现在不管是任何一种设计，其除了要满足设计对象的工艺性能等艺术特征，可靠性、安全性等使用性性能之外，还要做到设计对象被生产时，达到消耗最低、误差最小、费用最低等目的。而建筑结构设计优化，就是如此。
事实证明，建筑设计优化能够做到：“将设计周期缩短到最小范围，节省大量人力，提高设计质量及水平，从而，最终取得显著的经济和社会效益。”而建筑结构设计优化是如何做到这点的呢，这要从其方法和技术上谈起。
二、建筑结构设计优化的方法
和所用结构设计优化一样，建筑结构设计优化的主要特征是让“参与计算的部分以变量的方式”出现。通俗的讲，就是在设计过程中，在符合各种相关规范、规定条例之下，将所有能够实现结构设计的方案全部罗列出来。而后，在数学手段的辅助之下，按照设计预定要求，从中挑选一个“可执行性”、“科学性”和造价最低等各种优势兼顾的最优方案。而具体到方法的应用上，建筑结构和工程造价是两个最为明显的突破口。
（一）建筑结构
建筑抗震设计要求建筑平面宜规则、简单、对称，减少偏心，平面的长宽比不宜过长、平面凹凸不能太大，竖向抗侧力构件尽量连续等。因此建筑设计师在建筑方案设计阶段全局考虑尤为重要。同时结构师参与建筑方案的设计也是很有必要的。建筑方案规则合理了，结构设计师再在受力分析及概念设计方面进行计算分析、合理调整。就能做出完成一个既经济有安全的结构，做到既节省又节能的要求！大量工程实例表明，不规则的建筑方案很大程度上使得结构师在优化设计上显得有些力不从心。
对于一项工程而言，从建筑工程的结构入手，是设计师最长使用的结构设计优化办法。诚然，建筑结构总体是由若干个分部结构构建而成的，而建筑分部结构又可被分为：“基础结构”（建筑框架）、“屋盖结构”、，“围护（墙体）结构”以及“结构细部”（如：门窗、地板等）等多个方面。于是，每一个分部结构都成为了设计师使用结构设计优化的突破口，在具体操作时，设计者便可以在相关规定要求范围之内，围绕造型、选材、布局、位置、力学、造价等各个优化设计关键因素去结合具体情况（建筑师等相关人员的需求），本着经济效益、安全系数“双丰收”的方针，由片面（每一个分部结构）及全面的进行建筑结构优化设计。
（二）工程造价
经试验证明，在建筑工程项目中，正确使用建筑结构优化方法，可以让工程造价降低到5%-30%（就现况而言，但随着技术的革新，比率会越来越高）。所以，在保证建筑内部各个分支能够相互协调，保障建筑的安全性、合理性，结构可靠度的情况之下，合理的利用建筑材质材料，是降低工程造价的最直接的方式。于是，这也就成为建筑结构设计优化方法的另一个“着陆点”。
综上所述，我们不难看出：从正确的“入口”使用建筑结构设计优化方法，是实现建筑适用性能高、安全性能高、成本低廉等优势行之有效的途径。而在具体应用上，我们还要毫无纰漏的应用技术手段，来予以实现。
三、建筑结构设计优化技术上的难题
每一项建筑结构设计，它都会产生出许多种结构布局设计方案，另外，建筑物细部的处理方式更是千差万别的。对于设计者而言，通过一味的去分析设计中各种相关参数、材料、负荷值等数值，去寻求优化设计并非是科学的。因为，就拿负荷值来说，同种负荷情况下，也存在有许多不同的分析方式方法。
其实，建筑结构设计优化，同样也要遵循传统结构设计的流程的：“设计（拟定各个相关尺寸）校核（审核是否符合规范条例）修改设计方案再校核”，如此循环，直至达到理想方案。而在此流程中，结构设计师的经验、学识、阅历是起着不容小觑的作用的。例如说：每一个建筑项目都会在其建设中或建成后，有可能遇到许多不可预见的自然灾害，如地震、火山喷发等地质灾害。而在建筑结构设计优化过程中，设计者就要做到防患于未然。落实到操作上，我们首先要将不利于对抗“地震”等自然灾害的做法排除在外，其次，我们在设计优化过程中，一定要认真考虑“地震作用”、“风荷载”以及“轴力”、“弯矩”、“剪力”等和“外荷载”相关的各种数值。而在解决此问题上，设计者可以凭借自己的工作经验和学识，去因地适宜的进行设计。诸如：刚度平衡对称可以减轻地震给建筑带来的损害；“延性设计”可以避免建筑在地震影响下，发生“脆性断裂”现象；以及“多道设防设计”会让在特大地震发生时，先破坏建筑的次要构造元素，以达到最小限度的影响主体建筑结构。另外，随着建筑楼层的不断增高，结构师可以在满足建筑师设计诉求的基础之上，采用水平布置对称、规则，竖向上下贯通的优化方法。如此的优化方法，由于尽可能的缩小了质量和刚度中心，使得建筑物不会出现由于水平负荷过大，产生扭曲的状况。
结语
由上述可见，建筑结构设计优化的出现，为现在的建筑选择了一个最为有效、科学的建筑结构。有句名言曾经说到：“建筑的目标在创造完美，也就是创造最美的效益。”对于一个建筑结构设计师来说，在保证建筑安全、可靠性的前提之下，探索科学、经济、实效性的建筑结构是非常值得提倡的。因为，建筑结构设计优化方法的技术性实现，不仅可以让建筑项目在施工中找寻到最经济、最合理的材料利用方式，也可以让结构内部各元素得到很好的调配，更可以使落成的建筑拥有极高的安全度。无疑，建筑结构设计优化是让建筑实现经济、安全、且不乏适用性的最佳途径。
参考文献：
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[2] 刘昭如，庄艳著.《建筑结构与力学基础》[M].上海：上海交通大学出版社.2011(09)
[3] 徐传亮，光军著.《建筑结构设计优化及实例》[M].北京：中国建筑工业出版社.2012(03)
[4] 姜牛著.《建筑结构设计中应注意的问题》[J].《价值工程》.2011(36)
【关键词】房屋结构设计；建筑结构设计优化方法；实际应用
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.
[3]白华.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的实际应用[J].江西建材，2015，（13）：29.
【关键字】房屋结构设计；建筑结构设计；优化方法；意义
1 建筑结构设计优化的基本理论
对于房屋建筑本身来讲，给人们提供一个良好与舒适的生活环境，使得人们免受风吹日晒，从而保证人们的学习效率与工作效率，这是房屋的功能价值；而房屋本身的美观性能够符合人们的审美需求，并且使得房屋本身与周围一些物体良好地结合起来，形成一个有机的整体，这是房屋的美学价值。而对于房屋建筑设计人员来讲，如何将房屋的功能价值与美学价值统筹起来，是房屋设计质量优良的关键所在，因此一个优良的房屋建筑设计师应该引入房屋建筑结构优化设计的理念，并且充分考虑房屋的功能价值与美学价值，进而寻求出一个最佳的房屋优化方案，从而设计出满足建筑结构设计优化要求与人们需求的房屋建筑。
所谓的建筑结构设计优化是指在进行房屋结构设计的过程中引入先进的设计理念，采用合理与科学的方式选择出最佳的设计方案，从而使得设计出的房屋建筑在各项标准上都能够达到最佳的标准。而建筑结构设计优化主要分为房屋建筑的各部分设计优化以及整体设计的优化，而对于房屋建筑来讲是一个由许多部分组成的一个有机的整体，那么在建筑结构设计优化方面，整体设计的优化就显得尤为重要，只有重视房屋建筑结构整体设计的优化，才能够使房屋建筑结构的各个部分有机地结合在一起，相互协调，成为一个整体，才能够使得设计出来的房屋更具完善性。
在建筑结构设计的优化方案上，应该遵从做到更好的理念，不断使房屋结构设计更加完善。而对于具体的建筑结构设计优化方案来讲，首先应该保证房屋的性能与房屋结构的良好性与结构的稳定性，在此基础之上，不断引进先进的设计方案，对设计方案进行不断的探索与创新，从而设计出更加优秀的建筑结构设计优化方案。
2房屋结构设计中建筑结构设计优化技术的重要意义
随着人们对房屋建筑的要求逐渐提高以及市场中竞争的不断增加，对建筑结构设计进行优化具有十分重要的意义，通过对建筑结构设计进行优化不仅可以大大增加房屋建筑本身的美观性，使得房屋建筑结构更加稳定，从而增加其本身的实用性，这样会大大增加房屋建筑本身在市场中的竞争优势；而且在一定程度上能够对房屋建筑的工程造价进行严格与合理的控制，从而使得建筑企业对房屋建筑工程的投资减小到最小，进而实现了建筑企业盈利的最大化，因此就必须对建筑结构设计进行优化。
除此之外，在对结构设计优化和传统房屋结构设计的比较中可以看出：经过结构设计优化的房屋建筑要比传统的房屋结构设计所投入的工程造价节省6%―35%，而且应用结构设计优化技术能够使得整个房屋建筑中的各个组成部分得到合理与最佳的协调，从而保证房屋建筑整体的美观性与统一性。除此之外，结构设计优化技术还能够对建造房屋的材料进行合理的利用，从而不仅仅大大增加了房屋建筑的质量与安全系数，而且通过对建筑材料利用的最大化实现了房屋结构设计过程中的经济性与实用性的理念。
3 房屋结构设计中的建筑结构设计优化的具体措施
3.1 设计结构模型
对于建筑结构设计优化，首先应该纵观房屋建筑的整体，将房屋建筑整体结构设计优化作为整个结构设计优化的重点，那么就应该设计房屋建筑的模型。其具体的方法与步骤主要如下：
（1）由于在具体的房屋建筑结构设计的过程中是一个十分复杂的过程，要充分考虑到各种因素对房屋建筑结构的影响，因此在变量的选择上要具有合理性与科学性，这就需要房屋设计师在对参考指标进行选择的过程中不应该选择影响因数较多或者变化幅度较大的参数，这样就可以尽可能地避免外界一系列因素的影响，从而能够十分准确并且十分迅速地找出最佳的参数取值。
（2）充分考虑各个房屋建筑的实际情况，选择出最适合此房屋建筑的函数来进行对房屋结构设计的辅助运算。在对房屋结构进行设计的过程中，设计师可以对事先设计出的一些函数进行计算，例如：房屋横截面尺寸的函数和钢筋尺寸面积的函数等，通过事先预算，要找出最经济与适合的一组函数，从而不仅可以保证建筑材料的 合理利用，而且在一定程度上可以大大节省投资的浪费，达到节省成本的作用。
（3）要对条件进行准确与详细的测量。对房屋建筑结构的设计中，保证房屋建筑的质量与安全系数是建造房屋的基础，因此对于房屋设计人员来讲，应该首先保证房屋质量性与房屋结构的稳定性，要与房屋本身的具体情况有机结合起来，充分考虑与注意到在房屋建筑实际的施工中与实现对房屋结构进行设计的差异，从而设计出能够更加负责要求与标准的最佳房屋建筑结构设计方案。
3.2 决定计算方法
对于房屋建筑结构设计的整个过程来讲，其本身就是一个十分复杂的过程，而要想找出最佳的房屋结构设计方案，就必须要对所有的数据以及条件进行详细与准确的计算，通过对各个计算结果进行比较进行得出最佳的房屋结构设计方案。在此期间所要计算的数据与方法是十分繁琐与复杂的，那么就会消耗大量的时间，并且一旦在计算过程出现失误或错误，就会给最后的方案选择带来一定的误差。因此，在对数据以及条件进行详细与准确计算的过程中应该充分结合房屋建筑的实际情况，找出可以将问题进行简单化的计算方法，从而不仅可以大大提高计算的准确度，还可以节省大量的时间，从而提高对房屋建筑结构设计的效率。
3.3 选择最优程序
在对设计完房屋建筑结构模型与选择出最佳的 计算方法之后，就需要相关设计人员充分结合上面的两个步骤选择出最佳的房屋建筑结构设计的程序，进而保证房屋建筑过程中各个功能的完善性与正常的运转，从而可以提高房屋建筑的整体工作效率，这对于房屋建筑结构优化设计来讲具有十分重要的作用。
3.4 分析统计结论
在相关设计人员对各种数据进行计算并且得出相应的计算结果之后要对这些数据进行详细与综合的分析统计，要把握整个房屋建筑结构设计的全局，充分考虑到各个设计方案的优点与缺点，并选择出一套最佳的设计方案。
4结语
总而言之，房屋结构设计中建筑结构设计优化是一个繁琐而且复杂的过程，它不仅可以保证房屋建筑的良好质量与建筑结构的稳定性，还可以在大大增加房屋建筑的美观性的前提下，将投资成本控制在最小，从而不仅满足了人们日益增长的需求，还在一定程度上实现了建筑企业盈利的最大化。因此房屋结构设计中建筑结构设计优化对于当今房屋建筑来讲是十分重要的。
参考文献：
[1] 周宏伟.刍议房屋结构设计中建筑结构设计优化方法的应用[J].四川水泥，2014，（12）：283-283，286.
[2] 常青.浅谈房屋结构设计中建筑结构设计优化方法的实际应用[J].新材料新装饰，2014，（8）：459-459.
关键词：房屋结构设计设计优化理论分析应用
中图分类号：TU318文献标识码： A
在房屋结构设计中，选择最为合理、科学的建筑材料，在前期设计、下部地基基础设计中应用最优设计方法，不仅能够使建筑物实现审美价值与功能性的统一，同时能够从整体上节省房屋工程建造成本，实现良好的经济、社会效益，较好地迎合了当前科学发展观、可持续发展理念的要求。
一、关于建筑结构设计及优化的理论分析
1.所谓的建筑设计，就是设计师把美观、实用等一些原则综合起来，然后根据一些不同地区的不同情况加以综合利用，运用一些建筑学的原理，进行设计。从建筑学的理论上来看，能具体体现的有两部分：第一房屋工程的结构设计，第二房屋工程的结构优化设计。就房屋工程的结构优化设计具体包括顶部优化方案的设计、内部结构细小部分的优化设计、围护结构优化的方案设计，还包括造价方面的分析、周围设施的布置、建筑物的受力分析等等。房屋的设计不仅仅在前期需要注意，还涉及施工及建设的后期。在具体的施工过程中，还是要根据实际的情况来选择最佳的建筑方案，以房屋建筑的综合指数最好的方案进行房屋的建筑和设计。
2.这样的环境对建筑设计师有了新的要求和挑战，所以身为一个设计师，要勇于面对新的挑战和难题，不断进行综合的对比和分析，从而选择出最佳的方案。在一些建筑设计的过程中，建筑师要以自己所学的理论为基础，然后根据当地的具体环境和条件，还要结合安全、美观、实用、大方、节省材料的原则因地制宜进行方案的设计工作，从而达到最佳的效果。建筑设计师在工程的基础之上进行一些方案的具体的设计和步骤之后，在平面上，建筑物应该尽量对称，尽可缩小一些差异，比如质量中心与刚度中心的距离要小，这样一来，建筑物在水平方向承载一些压力的时候不会产生一些或大或小的扭转，有助于增强建筑物的稳定性。在竖方向的布置上，在满足基本功能的前提下，要保障承载重量结构部件的通畅，尽量避免转换器的使用，这样有助于减少施工的步骤，而且节省了一部分的材料。同时，这样的设计比加转换器的设计更加稳重，提高了建筑整体安全性。
二、关于建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用
1.分阶段优化与寿命优化。在限定时间内，每一个项目工程都有使用的期限，而且在每一个环节中，都可以设计出多种方案以供参考与挑选。也就是说，在每个阶段，都可以对方案进行优化。因此，房屋建筑结构的设计人员可在确定优化方法的时候，可以将各个阶段的性质作为依据，从而优化整体工程的寿命，并对建筑的施工质量予以保障，使得企业的经济收益能够有所增加。
2.局部优化与整体优化。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.房屋基础地基优化设计。房屋地基作为其结构设计的关键，为达到优化设计的目的，首先需要确保其地基结构设计的最优规划。随着建筑行业的飞速发展，房屋地基设计也正根据其建筑成品的功能、具体形态不同，其对地基的具体标准要求也存在着强弱差异，基于房屋基础地基设计更需要从其实际情况出发，设定好地基实际勘测计划，在结构优化设计时，秉承节省工程造价的原则，若地基设计主要以地桩为基础，则需要根据实际受力情况，对不同材质的地桩进行考察，选择最佳的设计方案。
4.对建筑主体上部结构进行的科学性优化。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。
5.选择节能指标较高的结构设计类型。将建筑结构设计方案应用于房屋结构设计中主要是为了在降低工程造价的基础上，提升房屋建成后的整体效益。因此，需要选择节能指标较高的结构设计类型。常规设计中主要有三种房屋结构形式，分别为短肢剪力墙结构、框架结构及框架与剪力墙融合的结构模型。第一种结构设计的抗震性能较高，且并不需要较多材料的选用，第二中结构设计由于其柱截面较大会影响房屋内部家具的布置，而第三种结构综合适应能力较强，抗震效果好，且抗测力效果较为明显。三种结构类型均有其自身存在的优缺点，在选择最优设计方案时同时需要从房屋实际需求出发，将造价与后期效益均纳入考虑的范畴，据实际情况选择最佳设计方案。
6.结构优化与建筑优化保持协调。对于结构的设计要保证建筑的整体结构与整体平面紧密配合，这样能实现建筑本身的美观与结构的相应合理性的效果。对于建筑系统来讲要保证简洁，墙体与支柱不能有错位的现象，高度要与截面的面积相通。在楼体设计时，自身受力较多的转角区域，要选择高强建材做为承重的材料，从而能够更好地降低自重。对于整体来讲要保证重心、刚心、质心三者正确交叠，防止扭转的状况出现。
随着我国人口的不断增长，一寸土地一寸金的情况在我国也一直持续着。土地价格的飞涨要求建设单位更加严格的控制建设成本，这也导致建筑行业的竞争越来越激烈，而优化房屋的结构设计是建设单位实现低投入高回报的有效途径之一。此外，随着对国民经济实行的一系列宏观调控，国家要求建筑设计单位进一步响应国家的四节一环保要求，在保证建筑外形美观合理的情况下，提高建筑的使用舒适度。优化建筑设计结构，是每个建筑设计单位均需要面临的问题之一，它是建筑企业实现与时俱进的重要体现。
参考文献：
［1］张英迪．试析结构设计优化技术在房屋结构设计中的应用［J］．科技与企业， 2012( 22) ．
［3］王也．建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用［J］． 中华民居，2013．
