工程结构优化设计概述范文

引言：寻求写作上的突破？我们特意为您精选了4篇工程结构优化设计概述范文，希望这些范文能够成为您写作时的参考，帮助您的文章更加丰富和深入。

篇1

一、建筑结构设计优化的概述

1、建筑结构设计优化方法的概念

结构优化的目的是在满足房屋建筑的基本功能需求和舒适度要求、满足建筑质量安全和美观度要求的前提下，对房屋建筑结构造价进行控制。建筑结构设计优化需要对空间资源、设备资源、材料资源、经济资源进行充分利用和合理配置。这种优化设计比传统的设计能够节省5%～33%的工程造价，所以在项目施工中，要从建筑结构设计优化的原理出发，结合现场实际情况，提高工程的经济效益。

根据建筑设计的总体要求，结构设计要尽量减小质量中心和刚度中心的差异，保证建筑在水平荷载的作用下不会产生很大的扭转效应。建筑平面结构尽量采用对称和规则的方式，在满足建筑相应的功能条件下，使竖直方向上相应的承重构件保持上下贯通。为了保证结构的简洁性和设计的简单性，尽量减少转换层的使用。竖向刚度应采取渐变的方式，避免水平荷载作用产生应力集中，产生刚度突变。

2、建筑结构设计优化的重要性分析

随着经济建设的不断变化与发展，人们对于建筑行业的设计过程逐渐重视，新的技术以及理念也在不断地被应用于其中，同时计算机技术的普及引来建筑行业新的变革与发展。建筑结构设计就是采取先进的设计手段及理念，在有限的空间范围内进行完整的、合理的优化设计，将使用空间最大化，同时还要特别注意构件与构件之间，结构与结构之间的空间布局。这也是检验建筑结构工程师是否优秀的重要标准之一。工程师的结构设计重点不仅仅体现在设计理念上，而且其结构设计的经验总结也是极其重要的。随着计算机技术的发展，对于工程师的设计手段又提出了新的标准与要求，建筑结构设计师不仅仅要掌握专业的设计理念，同时还要掌握基本的计算机技能，将设计理念与计算机技术相结合，使其设计水平上升到一个新的高度。

3、建筑结构优化设计的内容和意义

3.1 建筑结构优化设计包括很多内容，主要分为房屋总体结构和分部结构优化两个部分。总体结构优化包括房屋基本结构优化、房屋顶部结构优化、房屋维护结构优化、房屋细部结构优化等。不管是总体结构优化还是分部结构优化都对选型布置、结构造型、构件受力、工程造价等进行了合理的优化，并在此基础上对结构形式进行创新，把设计对象设计得更为完善。

3.2结构设计优化的意义

3.2.1 优化设计，保证结构功能性

结构优化设计能够根据工程的需求对结构造型、受力性能、结构材料等进行优化配置。比如选择圆形、方形的结构进行平面设计能够增加结构的受力性能。因此，工程结构的优化技术，是工程实现既经济又安全，既美观又实用的途径。

3.2.2 节约造价

建筑工程造价控制是保证企业经济利润的关键因素。结构优化设计能够降低15%～30%的工程造价，具有实际的经济性。房屋建筑大多是多层建筑，甚至很多都是高层建筑，层数的增加会因为建筑面积的增加而增加投资。层数增加对结构承载力的要求也随之增加，为了保证结构的安全性，承重墙、梁、柱的承载等级和抗震性能都要随之增加，因而提高了房屋的造价。合理的结构设计能够根据建筑结构的空间和层面，合理选用结构构件并利用结构的各种性能。结构设计合理性增加、抗震性增加不仅可以减少结构所需物料，还能减少基础和装修物料，达到统一协调的目的，实现了结构的经济和安全。

二、制约我国建筑结构设计优化的因素

结构优化设计主要包括以下几个过程：建立优化设计的数学模型；选择正确的优化方法；选定所使用的函数和变量；确定设计中的各项数据编写计算机程序语言；通过计算机计算出整个设计的结果，然后对结构数据进行分析。结构优化设计主要存在两方面问题：如何将设计中的问题转化到能够反应问题实质的优化的数学模型中；如何选择最优化的方法求得该数学模型的最优解决方案。

结构优化设计在发展速度、研究深度以及应用推广上都落后于结构分析，其中一个最重要的原因就是结构优化设计的难度很大。一般情况下，结构优化设计的变量个数较多。且变量个数随问题的复杂度的增加而急剧增加，难以区分主动变量与被动变量。结构优化设计的约束条件在种类和数量上也有很多，并且约束条件通常比变量个数要大得多，有时难以区分有效约束或无效约束，这也给结构设计的优化工程带来了很大的困难，有时很难确定要选择哪种目标函数和变量。对于不同的建筑进行结构优化设计时，要根据其具体情况选用对其最优化、最合理的目标函数，以达到结构设计优化的目的。所以针对一个具体的建筑项目，选择一个科学合理的目标函数是非常重要的，必须要谨慎。同时，在进行结构分析和灵敏度分析时，对于实际问题一般很少有只进行一次优化结构分析就能成功的。对建筑设计进行结构分析是一项代价很大的工作，这就意味着在对实际问题进行多次反复的结构分析时，需要付出昂贵的代价。通常每做一次结构分析就要接着做一次灵敏度分析，有时灵敏度分析的代价比结构分析还要大。所以总体来看，所要付出的代价就更大了，这就使得我国的建筑结构设计的优化发展受到了制约。

三、结构优化设计方法研究

1、制定合理的结构优化设计方案

建筑工程的结构优化设计需要考虑许多因素，如结构优化设计的使用、实施等方面。因此，必须要设计出不影响工程进度要求的合理设计方案，而不仅仅是单纯的数学理论。所以，在进行建筑结构的优化设计时，一定要结合实际的工程来进行优化设计。在选择设计变量时要以少而精为原则，选择对目标函数影响最大的参数作为设计变量。而其他参数作为常量使用，或不作为独立的变量来使用。严格按照约束条件进行优化设计，这样可以缩小设计变量的可行域，减轻结构优化设计的工作量。目标函数作为判断结构优化设计方案优劣的标准，要制定一个全面的目标函数是很难的，因此，一般选取结构设计中的几个主要特征或因素来选取目标函数，并且要针对具体的工程和实际情况来制定最合理的目标函数。

2、建立综合评定指标体系

20世纪70年代，由美国一位教授提出的层次分析法充分体现了定性与定量相结合的方式。这种方法把复杂的问题分解成若干有序的层次，并且根据对一些客观事实的判断，对每一层次的重要性给予定量的表示，利用数学方法确定每一层次的相对重要性次序，再通过对各层次的分析导出对整个问题的分析结构。

3、综合评定指标体系的使用方法

在使用综合评价指标体系时，将我国的城市按大小大体分为三类，然后通过聚类分析方法和相关的程序对某一类城市的经济、历史、文化、气候等因素的区别与相似度进行分析，再将其划分成若干类。通过调研获得某类地区的数据特点，然后再利用层次分析法和相关程序计算出该地区各层次因素的权重值。以此类推，计算出我国其他地区的数据特征。存储在特殊的数据库中，综合各项指标评出标准及待选方案的得分表。再利用灰色聚类评价方法程序或迷糊评价方法及程序，计算出最优设计方案。

4、提升结构设计人员的设计水平和职业修养

结构优化设计最终还是取决于设计人员的自身修养，符合人们的视觉美感和应用价值的建筑才是完善的，才能真正彰显出建筑的质量和水准，做到全方面的有序、高效。因此，结构设计人员必须提高自身的责任意识。既要掌握高超的结构优化设计本领，还要注意团队协作。建筑结构的设计涉及到各个方面，不可能由一个人来独自完成。需要各方面的设计人员团结协作，才能设计出更加优化的设计方案。

5、优化资源配置提高原料效率

建筑材料是建筑工程的基本元素，然而不合理的结构设计方案很容易造成原料的浪费。因此，在进行结构优化设计时，一定要注意选取适当的建筑材料。在提升建筑美感的同时，提高建筑材料的利用率，减少对材料的浪费，这也是结构优化设计时要考虑的一个重要因素。

结束语：

结构优化设计可以使房屋更加安全经济和美观，能够满足人们不断提高的对建筑产品的品质要求。在以后的结构设计过程中，还要进一步优化建筑结构的设计方法，使建筑物的设计更为实用，更为安全，更为美观经济，提高建筑物的质量，保证建筑企业的经济效益。

参考文献：

[1]吴展智 浅析建筑结构设计之优化设计[J] 建材与装饰 2012（1）

篇2

1 房屋建筑工程结构设计优化的方法理念及意义的概述

随着我国社会经济的不断发展，人们不仅对自身物质方面的要求有所提高，精神文明建设也逐步成为一种标准与时尚。对于人居环境方面的改善主要体现在于建筑的结构设计与美观设计之间相互协调、密切配合的表现。建筑工程结构设计的基本要求在于建筑结构应具有适用性、安全性、经济性、美观性和便于施工等几个方面的特点和作用，而本文所讲的建筑结构优化设计是基于以上基本要求作更进一步、更深层次、更为合理地建筑结构设计，使建筑工程既能够满足美观造型、结构安全和经济规划等方面的实际意义，还能够归根结底地提供服务于人民一个良好的生活居用环境。

房屋建筑工程的结构优化设计内容主要是通过对建筑基础结构、屋盖系统结构方案、围护系统结构方案以及一些其他细部结构等方面的综合设计过程，强调一切以从实际出发为基本原则，并结合实际工程情况，以计划成本控制为中心的结构优化设计理念。

具体的建筑结构优化设计首要的工作是要建立起一种关于结构优化设计的模型，我们必须认识到建筑结构设计优化就是在各种不同的影响变量参数中的若干关键参数，利用这些关键参数建立起来的函数模型，然后通过科学的计算手段得到函数模型的最优解，一般建立函数模型的程序有设计变量的选择、目标函数等办法。在得到结构优化设计模型之后的主要工作内容是要制定一套科学合理地计算方案，通常认为建筑结构优化设计应属于一种非线性的优化选择问题，可以通过采取拉氏乘子法等数学统计等方法手段进行优化设计模型最优解的计算，计算得到最优解之后就可以确立最终的建筑工程结构设计的优化结果方案。

房屋建筑结构优化设计的意义在于可以有效降低建筑工程的总成本造价和提高建筑工程结构的经济性两方面。相对于传统的建筑结构设计方法，采用建筑工程结构设计优化技术方法可以有效降低工程成本造价25%左右。如对多层或高层建筑物进行结构设计优化，由于层数越多单位建筑面积自然就会越少，从一定程度上还是可以做到节约土地占用的成本费用就是一例。结构优化设计技术的实现可以对施工材料的性能利用更为合理化，使得建筑工程结构内部各个不同单元之间的相互协调更为充分，从而提高了建筑工程结构设计的经济性。

2 结构优化设计技术在房屋建筑中的应用

结构设计优化技术应用于实践应用是目前一个比较重点的课题之一。主要是利用结构优化设计技术是在不改变房屋建筑的使用性能的前提下能够达到降低工程成本造价和提高经济性的目的。结构优化设计技术在一个建设项目中的应用还是比较广泛的，一般应用于项目的整体设计、前期设计以及抗震设计等各个分部阶段过程，通常都可以发挥一定的效益。但是，在应用结构优化设计技术的同时，我们还需要对一些在实践过程中的问题进行重点关注：

2.1 结构设计优化技术的应用需注意到前期的参与

房屋建筑项目的投资计划在实际工程中的影响因素非常复杂繁多，前期方案确定的质量好坏会直接影响建筑项目的总投资成本，而就目前普遍存在的前期方案的确立问题就是在前期方案阶段结构优化设计技术并不参与其中，相关设计人员在进行房屋建筑结构设计时往往会忽略或不考虑建筑结构的合理性和可行性，这样的建筑结构设计结果会对结构设计造成直接的影响，在后续的结构设计工作中往往被增加了结构设计的困难度且在建筑项目总投资上增加了一定的成本。想象一下，如果在房屋建筑结构设计方案确定的初期，结构优化设计就能完全地参与其中，那么我们就能从容地针对不同的建筑类别要求，优化选择合理地结构形式和设计方案，一定可以避免以上情况的发生。

2.2 结构设计优化技术与建筑工程结构设计针对于同一建筑工程结构设计方案都均匀许多种不同的结构设计布置情况。如果已经确定了建筑结构设计布置的建筑工程，也有在同种荷载情况下存在不同的分析办法。在一般的分析过程中，对于设计的参数、设计的材料以及设计试验承载能力的取值都不是只有一种取值情况。尤其是在处理一些建筑工程细部结构的设计问题时，还须面对计算机无法解决等情况，作为设计工作人员就不得不通过自身的判断能力根据结构设计规范的规定内容与指导展开设计。因此可以看出，结构设计优化技术主要应用于没有具体的数值量化的情况中，一般在采用概念设计方法的实际情况是可以通过有效数值作为一种辅和参考性的设计依据，以避免在设计过程中出现较大的误差或偏差，并利于设计结果能够达到最佳的效果。

2.3 概念设计能够处理的实际建筑工程结构设计问题是非常广泛的，我们所期望的是能够通过概念设计，房屋建筑工程结构能够在遭遇各种不同外部荷载作用下不会受到严重破坏或能够将破坏程度降到最低。因此，在分析如何能够应对建筑工程在一定期间内所有可能遭遇的各宗不确定的破坏因素应该成为概念设计的一项重要内容。尤其是在拟建工程项目地区内的地震活动作用最难以捉摸清楚，且地震的破坏作用通常也非常大，所以在对房屋建筑结构设计工程中必须要了解到拟建工程所在地区内在一定历史年限内的地震活动等一系列自然灾害的发生情况，然后充分考虑到建筑工程结构设计一些有助于提高建筑整体结构抗震能力的措施办法，而且应主要避免设计不利于抗震效果的结构做法。因此，在房屋建筑工程结构设计工程中必须要在整个设计过程中贯穿一种抗震设防的思想且以概念设计作为重点指导设计。

2.4 房屋建筑下部地基基础结构设计优化首先任务是要选择一套合适的优化方案，如果是深基础，那么就需要先对拟建工程施工现场的地质勘察情况全面了解到，然后再综合其他现场场地的条件因素进行基础选型及埋深等设计，这样做可以有效节约造价成本。

3 结束语

结构优化设计技术在房屋建筑中的应用，随着社会经济的发展、生产技术水平的提高以及人们对于居用建筑功能要求的不断改变，目前已经得到了极大的推广与发展。结构优化设计工作同样是一项事无巨细的工作，只有在今后更多的实践中不断积累经验，发现问题和解决问题才能够在未来的房屋建筑工程结构设计竞争中占得先机。对于专业设计人员来说要把提高设计质量作为终身奋斗的目标，为国家建设行业贡献自己的力量。

参考文献

[1] 张炳华，王亚飞；土建结构优化设计[M]；上海：同济大学出版社；2008，11（07）：34 - 36

[2] 张友鸿；优化结构设计减少建筑投资成本[J]；陕西建筑；2008，09（11）：12 - 13

[3] 王鹏远，林振国；工程结构与系统抗震优化设计的实用方法[M]；北京：中国建筑工业出版社；2007，13（11）：35 - 37

[4] 卢晓菲，黄淼，唐宏；房屋加层外框架结构方案的优化设计[J]；哈尔滨工业大学学报；2009，07（04）：102 - 104

篇3

0.引言

建筑结构优化设计是节约工程造价的一个重要手段，同时也关系着建筑物的安全性以及投资效益最大化的实现。在进行建筑结构设计时，要考虑多方面因素，比如结构要有足够的强度，要有适宜的刚度，建筑结构有合理的自振频率等。另外，为了避免大震建筑出现问题，在进行建筑结构的优化时要保证建筑结构的强度满足要求，这是一个前提条件。建筑结构优化设计的突出表现和最终目的，是为了降低工程的造价，这是比较狭义上的说法，但是在现实中对建设结构设计的优化，主要指的是广义的说法，在降低工程造价的同时，保证其建筑的安全性，在利益最大化和质量保证中找到一个最优的平衡点，这就是目前建筑结构优化设计的意义所在。

1.建筑结构优化设计的概述

建筑结构优化设计的基本理论建筑结构的优化设计主要体现在建筑工程的决策阶段、设计阶段、建设阶段。在建筑工程的决策阶段，确定结构优化设计所要达到的总体目标，满足本体功能，最大程度保障安全性，缩减投资成本；在建筑工程的设计阶段，确定每一个子系统及整体结构的优化布局；在建筑工程的建设阶段，以结构优化设计为建设原则，组织建设好每一个子系统从而实现整体结构优化布局。决策阶段结构优化选择是关键，设计阶段结构优化设计是核心，建设阶段结构优化建设是基础，三个阶段互相验证、互为补充、缺一不可。建筑结构优化设计的基本要求：功能性建筑是人类的基础物质生存环境，建筑结构优化的终极目标就是为了满足人类对物质生存环境的最大化需求。

2.建筑结构设计优化方法

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。

2.1建筑结构优化计算方案

在设计模型已经优化后，工程师可以在概念、经验和估算的基础上借助计算机进行可靠的分析计算，经过多次计算比较和调整，使结构设计更加合理和经济。在进行建筑结构设计时，要进行内力、位移等多方面计算，计算的过程也要从不同的角度进行，以保证最大限度地获取准确的数据。在利用计算机结构设计程序进行结构计算时，要注意以下问题：不能盲目的依赖计算机，对于输入的几何图形、构件尺寸、荷载数据等应认真核对、力求准确无误，对计算参数的选取要正确合理，注意实际结构与计算模型的差异。最后可以利用程序的工程量统计功能进行不同结构形式的对比，以找出最优方案。

2.2进行程序设计

根据基于可靠度的结构优化模型和选择的优化设计计算方法，编制功能齐全、运算速度快的综合程序。

2.3结果分析

对计算结果进行分析，确定最优设计方案。在执行以上步骤的过程中，必须要全方位、多角度考虑方方面面的问题。这主要是因为建设投资是一项耗资巨大的工程，涉及到的方面比较复杂，因此必须进行总法规和考虑，不能仅仅为了节约资金投入而忽视了设计的优化作用。要正确处理技术与经济的对立统一是控制投资的关键环节。设计中既要反对片面强调节约，忽视技术上的合理要求，使项目达不到功能的倾向，又要反对重视技术，轻经济、设计保守浪费的现象。

3.建筑结构设计优化经济性

建筑结构优化设计的经济性是市场经济条件下对资源配置提出的新要求。经济性是指通过建筑结构的优化设计，最大化的节约各种材料资源，达到减少建设成本的目标。另外，各种材料资源都存在一定的稀缺特性，建筑结构的优化设计能科学合理的减少材料的使用量，节省建设材料使用成本。

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，有利于抗震，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。

4.工程概况及应用实例

某住宅小区建筑面积约57674.79m2，由5层裙楼及32层塔楼组成，裙房平面尺寸为76.65m×63.62m，塔楼平面尺寸为37.65m×32.6m，将地下二层按规范要求的嵌固构造处理，使其作为上部的嵌固端，嵌固以下埋深7m，以上99.8m（结构计算高度）。建筑总高度为106.8m（未包括出屋面的电梯，楼梯间的高度）。该结构平面布置不规则，在裙楼五层处进行高位转换。

结构设计中裙房部分主要考虑由恒载及使用活荷载等竖向荷载引起的荷载效应，主楼部分结构设计不仅考虑竖向荷载效应，还要考虑水平地震作用及风荷载作用下产生的荷载效应的组合。综合考虑裙楼部分大空间的设计使用要求以及主楼部分的抗侧移设计要求，裙房结构承重体系采用钢筋混凝土框架结构形式，主楼采用剪力墙承重结构体系。本建筑结构在主楼抗侧力构件设计中，剪力墙主要承担水平作用，框架承担少部分水平荷载作用和大部分竖向荷载作用。主楼平面形状不规则，因楼梯、电梯间均设置在核心筒内，为提高主楼结构的抗扭能力，剪力墙结合楼电梯间在主楼范围内采取了加强处理，具体厚度根据高层建筑结构设计的变形限值，由刚度、承载力和延性三者间的最佳匹配决定。在主楼剪力墙的布置中，尽量按照下部转换柱的所在位置来设置，以避免二次转换及尽量减少需要转换的剪力墙，经过多轮的调整后，将原来方案中需要转换的剪力墙减少了四条，使转换结构大为减少，在保证结构安全的前提下，对经济性亦有提高。

5.结语

综上所述，通过结构优化设计来降低工程造价是控制工程投资的一个有效途径，而正确处理技术与经济的对立统一是控制投资的关键。对建筑工程进行优化设计一直是我们共同的目标，建筑结构的优化设计是一个比较科学系统的设计过程，不能片面强调节约投资，而降低技术和质量标准，又要反对重技术、轻经济，设计保守浪费的现象。因为影响工程造价和建筑质量的因素有很多，所以在实际的建筑机构设计中，一定要充分的考虑各方面的因素，在每个细节上都力求优化，只有这样才能实现建筑结构优化设计的最终目的，以更好的服务于我国建筑业的发展。

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）.

篇4

随着人们生活品质的不断提高，对建筑结构设计的要求也日渐高涨。建筑结构在设计优化时尚有不少问题需考虑，针对此，该文通过论述优化设计的要求，介绍一些建筑结构优化设计的改进思路和对策。

1房屋结构整体设计优化概述

房屋建具有很强的系统性，各种结构的优化设计也往往需要涉及多方面内容，从宏观的角度来看，对于房屋建筑结构的设计优化可以大致分为整体结构和局部结构两种，其中，整体结构设计主要包括以下内容：（1）对房屋建筑的基本结构进行优化；（2）对房屋建筑的顶部结构进行优化；（3）对房屋建筑总体维护、细节架构等系列问题进行优化；

在明确房屋建筑结构设计的优化的目的基础上，工作人员应充分利用有限的空间资源，有效控制资金损耗，加强提高建筑材料和器械的使用效率，让房屋建筑更加安全可靠。根据以往的统计数据，通过房屋建筑设计优化之后，工程损耗可以降低5%～30%左右，因此，在房屋结构设计当中，对建筑结构设计的优化无疑具有非常显著的社会与经济效益，只有采取积极主动的优化态度，才能让房屋建筑可以更加的经济、实用，使现有资源的使用效益实现最大化转变。

2 住宅建筑结构设计优化的作用

建筑结构设计过程中，首先需要解决的问题就是建筑结构如何满足效益的长远化，在这个问题得到有效解决的基础上，再对建筑结构设计的合理性与经济性做到尽可能的优化。与传统建筑结构设计理念相比，当前所采用的建筑结构设计方法在建筑结构设计中的有效应用，能够有效降低工程成本，一般能达到10%到35%的效果。其次建筑结构设计优化方法的应用，还能够做到对建筑材料有效性与利用率的最大程度发挥，能够让建筑物的各个空间与整体能够达到相互协调的效果，并能够满足质量安全管理规定的要求。另外，建筑结构设计优化方案的应用，还能够对建筑物的原先设计起到完善的作用。所以，建筑结构优化方法对建筑结构设计起到重要的作用。

4 住宅建筑结构设计优化的方法

住宅建筑结构设计优化是要通过对拟建住宅进行模型的优化、计算方法的优化、并在计算和模拟的基础上制定有效的结构方案，再进行验证。

1. 结构优化模型的建立

在进行结构优化设计的过程中首要的问题是要根据实际的结构特性设定成为相关的结构设计参数，主要的有目标控制参数和约束控制参数。对于那些变化范围比较小的，且在结构的局部加强就能满足要求的部分参数，将其确定为预设参数，从而减少计算的工作量；对于目标函数，是要找到一组可以满足预定条件的钢筋截面积和截面的几何尺寸，目标是要让总造价最小。对于约束控制函数，包括前度和稳定约束、截面尺寸约束、结构整体约束、构建单元约束、正常使用状态的上下限约束条件等。参数的设计必须要与实际情况和规范相符。

2. 结构优化设计的计算方法

在结构优化设计计算方案的确定上，考虑到建筑结构的复杂性带来的变量多、约束条件多且非线性，因此在计算过程中，一般的做法是先将有约束的优化问题转化为无约束条件再进行求解，可选用的计算方有拉式乘子法、复合形法等。结构选型、尺寸和参数设计完成后，在计算方案的基础上设计优化程序。并在得到计算结果后，对结构进行综合分析，最后确定最合理的结构优化设计方案。

5 住宅建筑结构设计优化的应用分析

建筑结构的优化设计要在保证建筑使用功能的条件下，利用结构优化设计技术达到提高结构安全度、降低工程造价、提高经济性的效果，也就是要贯穿建筑的整体设计、前期规划及抗震设计等阶段。

1. 结构优化设计的前期参与

建筑是相对长期的投资，常见的建筑使用年限均在 50～100 年间，这就要求结构能够保证在设计使用年限内，建筑能够保持基本的使用功能、良好的空间环境。因此，要在建筑方案设计初期就加入结构优化的考虑。这样可以有效避免出现结构不合理、工程造价高等问题。也就是说，在建筑方案的设计初期就加入结构的优化设计，是提高建筑利用率的有效方法。

2. 结构的概念优化设计

一幢建筑的完成，可以有不同的结构设计方案；另外，对于同一种结构布置方案，采用不同的结构荷载、材料和分析方法，参数的取值也是有较大区别的。这些是通过计算机无法实现的，需要结构设计人员作出合理的选择，根据工程实践经验来进行参数的确定。通过概念优化设计，可以预算建筑结构在各种外力荷载的作用下的内力分布，以及将所有不利的荷载集中加载时可能出现的破坏形式等，如建筑结构在地震荷载作用下的破坏情况等，得到预算结果后，就可以作为结构设计的有利参考资料，采取有效的结构方案，选用有利的建筑材料和构造形式，从而降低刚度不均匀、结构的不对称等对抗震不利的结构设计。因此，结构的概念优化设计在自然灾害发生时，显得尤为的重要。

6 住宅建筑结构优化技术的应用需注意的问题

6.1 房屋建筑机构优化技术的应用需注意到前期的参与

房屋建筑前期的设计方案直接影响建筑项目的成本，但是很多前期方案确定中却不包括结构优化设计技术，以致相关的设计人员在进行房屋建筑结构设计时，常常忽略建筑结构的和理性和可行性，这样不但增加了机构设计的难度，而且使房屋建筑结构的设计成本也相应增加。因此，设计人员在前期设计时要充分的融入优化设计方案，节约建筑成本。

6.2 设计人员要注重细部优化

设计人员在注重整体设计的同时，还要加强对结构基本构建的精细设计。如尽量划分矩形板块的现浇板设计，增加现浇板的受力程度和避免出现拐角裂缝。随着计算机技术和优化设计理论的相互结合，优化设计已经从工程实践问题逐渐向数学问题过渡，因此，工程设计人员还要加强自身基于计算机技术的优化设计分析，使自身的设计更为合理和科学。

7 结语

结构优化设计是一个全面、综合的课题，需要周密的部署并且严格的实施结构优化设计的首要任务是在实现建筑工程的基础上，保证建筑的舒适度好的结构设计能够给企业带来可观的经济效益，而结构安全更是生命恢关的大事我国规范明确规定，在进行结构设计时要避免薄弱环节，确保结构设计中计算出的理论值与实际相符合，并确保建筑材料的安全可靠结构优化设计过程非常复杂，因此要选取最优的方案根据具体的工程结合设计经验对工程进行合理的分析，确保工程的安全和经济效益结构优化设计能够加快设计进度，节省工程造价，全面提高工程的质量与安全因此，必须加强人们对于建筑结构优化设计的重视不断提高建

筑的使用价值，最大限度的增加结构优化设计的时效性。

参考文献

[1]孙大伟，陶志军.浅析建筑结构中的优化设计与应用[J].科技创新与应用，2012（23）.