不屬于結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計基本結(jié)構(gòu)的是（不屬于結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計基本結(jié)構(gòu)的是）

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本文目錄:

• 1、建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計基本思路？

• 2、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)措施？

• 3、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用？

• 4、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的發(fā)展簡史

一、建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計基本思路？

1引言

在7度抗震地區(qū)（0.1g），結(jié)構(gòu)高度不超過100m的情況下，剪力墻結(jié)構(gòu)的用鋼量一般在45~90kg/m2。墻柱用鋼量所占比例為50%~70%，梁的用鋼量占8%~20%，板的用鋼量一般占15%~20%。因此，減少墻柱材料的用量是優(yōu)化設(shè)計時的重點。而墻柱對結(jié)構(gòu)的貢獻表現(xiàn)在剛度、軸壓比和穩(wěn)定。優(yōu)質(zhì)而高效的設(shè)計應(yīng)該是這幾個方面恰到好處的結(jié)合點。在結(jié)構(gòu)布置上優(yōu)化梁板的設(shè)置，配筋上滿足計算要求且盡量取下限，構(gòu)造鋼筋滿足規(guī)范要求且盡量取下限。對項目的優(yōu)化應(yīng)抓住主要矛盾，同時不能忽視因構(gòu)造問題而造成的工程建筑材料的浪費或因煩瑣的施工方式造成的人工費用的增加，在安全的前提下，節(jié)約材料，節(jié)省人工，創(chuàng)造更多的經(jīng)濟效益。

2結(jié)合工程實例分析住宅優(yōu)化設(shè)計的要點

2.1樁基的優(yōu)化。本文所述工程為云南普洱的某11F住宅樓。對于基礎(chǔ)底板厚度及樁基礎(chǔ)布置按如下原則：優(yōu)先墻下布樁，底板配筋可通過樁位協(xié)調(diào)。優(yōu)化前，設(shè)計單位對樁基布置按樁筏基礎(chǔ)的設(shè)計思路進行布樁，第一次優(yōu)化采用墻下布樁，按滿足樁距要求布樁133根。第二次優(yōu)化，按結(jié)構(gòu)總重除以單樁承載力特征值，并考慮一定的安全系數(shù)，布樁90根。2.2基礎(chǔ)底板做法。在抗浮滿足的前提下，基礎(chǔ)底板外挑應(yīng)取消，底板外挑取消后相應(yīng)的基礎(chǔ)開挖量、肥槽回填量、底板材料用量減少。

2.3樓座剛度問題。結(jié)構(gòu)剛度滿足規(guī)范要求即可，剛度大地震力也隨之增大，配筋量也相應(yīng)增大。根據(jù)GB50011—2010《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（2016版）[1]第6.2.13的條文說明，計算地震內(nèi)力時，抗震墻連梁剛度可折減；計算位移時，連梁剛度可不折減。此條成為剪力墻布置，剛度把控的關(guān)鍵點。因此，計算時勾選“增加計算連梁剛度不折減模型下的地震位移”，主體結(jié)構(gòu)規(guī)定水平力方向下的位移角按連梁剛度不折減時滿足剪力墻結(jié)構(gòu)的1/1000限值即可。

2.4層高控制。6度抗震地區(qū)，抗震等級三級，標(biāo)準(zhǔn)層層高每增加100mm造價增加約為29元/m2；7度抗震地區(qū)，抗震等級二級，標(biāo)準(zhǔn)層層高每增加100mm造價增加約為41元/m2。結(jié)構(gòu)在設(shè)計初期可以和建筑專業(yè)協(xié)商將標(biāo)準(zhǔn)層層高控制在2.8~3m，兼顧考慮住宅舒適度和地方標(biāo)準(zhǔn)。地下層高不僅影響地下室底板及側(cè)壁的材料用量，同時影響到基坑支護，基坑降水、土方、抗拔樁抗拔錨桿的費用，地下室層高應(yīng)結(jié)合建筑設(shè)備專業(yè)綜合設(shè)置，按下限確定層高。

2.5剪力墻布置。一般剪力墻是指墻肢的截面高度與厚度之比大于8的剪力墻，因此，剪力墻的長度宜取8倍或8倍以上厚度。當(dāng)采用200mm厚的剪力墻，剪力墻長度應(yīng)大于等于1600mm。GB50011—2010《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（2016年版）6.4.6規(guī)定，剪力墻墻肢長度不大于墻厚的3倍時，應(yīng)按柱的有關(guān)要求進行設(shè)計。按照J(rèn)GJ3—2010《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》

7.2.2條，短肢剪力墻的全部豎向鋼筋的配筋率比普通剪力墻高。短肢墻墻體材料大大增多，應(yīng)盡量避免。

2.6樓座荷載加載問題。樓層板處荷載的加載：設(shè)計初期，有的后砌墻下未設(shè)次梁，從而造成整塊板的活荷載由于隔墻原因增大1kN/m2或更多。設(shè)計后期在有條件的情況下設(shè)置次梁或者板上加線荷載直接傳力，荷載按實際情況輸入，避免整個板塊荷載放大，從而使配筋量合理減少。

2.7樓座混凝土強度等級問題。剪力墻作為豎向承重構(gòu)件，混凝土強度等級不宜過低，下部樓層可用到C40~C50，這樣有利于減小剪力墻的截面，減少混凝土用量，減輕墻體自重。樓板、梁不宜采用高強度等級混凝土，防止過早出現(xiàn)收縮裂縫。

2.8梁板布置。樓板按撓度、裂縫滿足規(guī)范最低要求，不必過厚，經(jīng)濟跨度一般可取3~5m，不宜采用大板。采用經(jīng)濟跨度后，板配筋量和板混凝土大大減少，自重減輕，柱配筋量減少。梁高設(shè)置不宜過高，當(dāng)梁腹板厚度大于450mm時，需配置構(gòu)造鋼筋，構(gòu)造鋼筋量增多，同時應(yīng)使梁的配筋率在經(jīng)濟配筋率范圍。

2.9樓座構(gòu)件構(gòu)造問題。剪力墻結(jié)構(gòu)不應(yīng)在樓層處設(shè)置暗梁。地下室外墻墻頂或墻底無須設(shè)置暗梁。次梁縱筋宜采用架立筋和支座單獨設(shè)置的方式，不應(yīng)全跨放大。次梁箍筋無加密區(qū)，不應(yīng)無端放大。按照GB50010—2010《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（2015年版）9.1.7，單向板或樓梯構(gòu)件的構(gòu)造筋只需滿足構(gòu)造配筋率即可，無須刻意放大。

3結(jié)合工程實例分析地庫優(yōu)化設(shè)計的要點

3.1地下車庫的層高控制。地下室層高應(yīng)結(jié)合管線綜合，建筑車位設(shè)置（如是否設(shè)置機械車位）綜合確定。結(jié)構(gòu)梁高直接影響建筑凈高，應(yīng)盡量降低結(jié)構(gòu)梁高，或者2個方向采用不同的梁高滿足管線排布的需要。普通開挖土方及土釘噴錨基坑支護條件下，地下室層高每增加100mm，造價增加約為32元/m2；普通開挖土方及支護樁基坑支護條件下，地下室層高每增加100mm，造價增加約為36元/m2；巖石開挖（動爆）及支護樁基坑支護條件下，地下室層高每增加100mm，造價增加約為40元/m2；巖石開挖（靜爆）及支護樁基坑支護條件下，地下室層高每增加100mm，造價增加約為64元/m2。地下室層高控制為約3.8m，混凝土量及含鋼量能控制在較優(yōu)范圍。

3.2地下車庫的經(jīng)濟柱網(wǎng)。地下室柱網(wǎng)布置結(jié)合車位排布設(shè)置，最大不宜超過8.2m×8.2m。地下室柱網(wǎng)設(shè)置應(yīng)配合建筑設(shè)備專業(yè)獲得最大的車位數(shù)量，滿足最大的經(jīng)濟價值。3.3覆土厚度。滿足建筑、景觀的要求下盡量采用覆土厚度的下限，有利于頂板厚度和配筋量的控制。工程實例：無錫萬達32#~38#住宅樓及地下車庫。基礎(chǔ)底板采用平板筏形基礎(chǔ)（下柱墩），單層地下室，框架結(jié)構(gòu)，頂板覆土厚度抗壓采用2.0m，抗浮采用1.6m。方案分析：（1）主梁+厚板布置方案（假設(shè)造價=1）；（2）單向平行等間距兩道次梁布置方案（約0.93倍）；（3）帶柱帽的無梁樓板布置方案（約0.93倍）；（4）十字型次梁布置方案（約0.97倍）；（5）井字型次梁布置方案（約1.06倍）。本車庫頂板采用雙次梁。僅在計算頂板時考慮消防車通道處消防車荷載，計算基礎(chǔ)時不考慮消防車荷載[3]。

4結(jié)語

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計將直接影響建筑物的安全、適用、經(jīng)濟和合理性,更是決定建筑工程質(zhì)量優(yōu)劣的關(guān)鍵，建筑設(shè)計者必須從當(dāng)今經(jīng)濟現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢出發(fā)，建立一個宏觀的、合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計理念，保證建筑的安全性、適用性以及舒適性。

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二、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)措施？

建筑業(yè)是我國經(jīng)濟建設(shè)發(fā)展的基礎(chǔ)，結(jié)構(gòu)設(shè)計也出現(xiàn)了全新的發(fā)展態(tài)勢，本文則論述了建筑工程中結(jié)構(gòu)設(shè)計的理念以及進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的措施。

在我國經(jīng)濟高速發(fā)展的背景下，我國人民的生活質(zhì)量也得了較大程度的提升，并且對于房建的質(zhì)量要求也在逐漸提升，在這個背景下人們開始注重對房屋建筑的實用、經(jīng)濟以及美觀等等方面加強了重視，而從當(dāng)前的實際情況來看，目前在我國建筑工程的發(fā)展中，由于施機械化的發(fā)展，建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的工廠預(yù)制、加工占據(jù)的比重在逐漸降低，而大部分施工工序和構(gòu)件要求在現(xiàn)場進行施工，如此的話就會造成建筑施工的周期逐漸提升，施工難度的逐漸提升。因此，在進行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，則就可以應(yīng)用的結(jié)構(gòu)優(yōu)化的形式，不斷提升施工的便利性，與此同時，也可以使用結(jié)構(gòu)的優(yōu)化的設(shè)計形式，提升建筑的工程的穩(wěn)定性和經(jīng)濟性。從這可以看出，進行結(jié)構(gòu)設(shè)計可以集中加強優(yōu)化形式的使用具有著一定的重要性。

1建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的特點以及內(nèi)涵

論述建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的措施，主要是在建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)上，而建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化措施，則就是在確保施工安全以及其實用性的基礎(chǔ)上，而進行藝術(shù)學(xué)、設(shè)計學(xué)以及審美學(xué)等等重要學(xué)術(shù)的綜合形式，使用其對建筑結(jié)構(gòu)進行合理規(guī)劃以及審美表現(xiàn)，同時其設(shè)計范圍包括有建筑的目的和功能，在對其進行設(shè)計的基礎(chǔ)上，同時也需要對房建的綜合因素，比如說安全性、經(jīng)濟性、便捷性以及美觀性等等特點的進行分析。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法有著較為明顯的特征，首先在藝術(shù)審美的角度設(shè)計理念包括有；設(shè)計學(xué)、藝術(shù)學(xué)以及審美學(xué)等等諸多的學(xué)科的優(yōu)化設(shè)計，而在優(yōu)化方法中也有著比較明顯的美觀性。而在另外一個方面則應(yīng)該以建筑的特點而進行優(yōu)化設(shè)計，將現(xiàn)代建筑的實用性表現(xiàn)出來，其可以在居住環(huán)境中給使用者帶來一定舒適的服務(wù)，同時也有著一定的環(huán)保理念，在整座建筑中進行適宜的低碳環(huán)保設(shè)計。

2在建筑結(jié)構(gòu)中如何進行優(yōu)化設(shè)計

2.1合理進行設(shè)計

因為在施工過程中數(shù)據(jù)并不是一些比較具體的數(shù)據(jù)，那么就會在一定程度上提升了房建施工過程中的難度，而因為這樣的情況經(jīng)常出現(xiàn)，作為設(shè)計人員應(yīng)該謹(jǐn)慎面對，在必要之時設(shè)計者可以應(yīng)用一些其他方法來進行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，比如說進行概念設(shè)計，設(shè)計者也可以根據(jù)建筑的具體特征而設(shè)計出一些比較完整的方案，對不同的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計進行分析，找到最為合適的設(shè)計方案。同時，因為參數(shù)和材料有著多變的形式，特別是在進行受力過程分析中，對于參數(shù)和材料進行變換，所以設(shè)計者應(yīng)該明確一點，依據(jù)不同的狀況，而采取不同的措施。對于出現(xiàn)的問題，通過專業(yè)技術(shù)人員進行解決，而僅僅依靠計算機是沒有辦法徹底解決此問題。與此同時，作為設(shè)計人員需要對一些專業(yè)的技巧熟悉掌握，提出合理的設(shè)計方案，如此在進行處理過程才能更加有效。從這之中可以發(fā)現(xiàn)，對其進行優(yōu)化設(shè)計是一件十分重要的事情，作為設(shè)計人員對此應(yīng)該給予充分的重視，才能設(shè)計出合理的方案。

2.2對上部建筑結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計

在對建筑結(jié)構(gòu)上部優(yōu)化設(shè)計過程中，需要合理設(shè)計剪力墻，進而可以促使剪力墻有著比較均勻的質(zhì)量，保證在相同樓層中幾何中心同剛度中心可以重合，進而逐漸提升結(jié)構(gòu)抗震以及抗風(fēng)的能力，將其負(fù)面影響降到最低，保證房建施工的質(zhì)量。在實際中根據(jù)具體情況進行設(shè)計，如果房屋類型較為大小合適，則應(yīng)該逐漸提升剪力墻的肢長，優(yōu)化房屋的空間，降低墻肢的數(shù)量，確保房建室內(nèi)的美觀同時，也可以最大程度節(jié)約建筑材料，如此不僅僅確保建筑的質(zhì)量，同時的也可以實現(xiàn)建筑資源的合理使用。同時需要對施工環(huán)境而進行嚴(yán)格的勘察，一旦其區(qū)域地質(zhì)情況較差的話，就應(yīng)該將建筑抗震標(biāo)準(zhǔn)作為其控制的前提，對其建筑方案進行優(yōu)化。

2.3對建筑排水設(shè)計結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化

在建筑工程施工中排水設(shè)施是建筑最為重要的優(yōu)化方向。一般而言建筑排水系統(tǒng)是以管道的形式來實現(xiàn)的。管道的數(shù)量多，種類繁雜，并且具體規(guī)則也是通過多個部分而構(gòu)成，給所有管道預(yù)留空間之時應(yīng)該保證其有合適的尺寸，進而保證所有的管道都可以合理進行布置，但是在管道通過樓層的區(qū)域，需要根據(jù)實際情況對其進行加固，這樣就可以確保建筑結(jié)構(gòu)的安全性能。

進而就可以實現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的安全性能，但是在優(yōu)化設(shè)計中需要注意，最大程度避免管道可以從剪力墻中穿過，如果避免不了出現(xiàn)穿過剪力墻的情況，應(yīng)該在其通過地方進行二次加固，進而保證排水設(shè)施的穩(wěn)定性，進而就可以確保排水系統(tǒng)在建筑結(jié)構(gòu)中的協(xié)調(diào)性，進而確保房建建筑的質(zhì)量安全。同時，排水水泵的機械設(shè)備，需要安排在地下室內(nèi)。水泵等等機械設(shè)備本身的自重比較大，同時其工作時間之時會有震動作用的出現(xiàn)，隨之出現(xiàn)一定的噪音。所以，為了保證附近居民的正常休息，需要將其安置在地下室中。而在水泵出現(xiàn)質(zhì)量問題之時，可以在地下室中而進行維修以及養(yǎng)護，進而避免對建筑結(jié)構(gòu)造成破壞，如此就可以確保建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量安全。

2.4做好建筑細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計工作

建筑工程中房屋細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量會直接影響到建筑的質(zhì)量，而設(shè)計階段通常缺乏具體的參考和數(shù)據(jù)，那么就較為容易導(dǎo)致設(shè)計結(jié)果出現(xiàn)誤差。設(shè)計結(jié)構(gòu)出現(xiàn)誤差的跟班原因在于設(shè)計師沒有根據(jù)實際情況進行分析，導(dǎo)致房屋建筑的質(zhì)量出現(xiàn)問題，一旦發(fā)生這樣的情況，房建工程就會受到影響，導(dǎo)致出現(xiàn)了一些不必要的損失。

2.5地基基礎(chǔ)的設(shè)計

在建筑施工中可以發(fā)現(xiàn)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是土木工程之中較為常見的受力結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，因此，在對其設(shè)計過程中，也要求對混凝土的多種性能因素進行綜合分析，比如說強度、抗?jié)B性，因此，在對其進行進行設(shè)計之時，也要求對數(shù)據(jù)做好計算工作，在這之中包括有：正截面承載力、扭曲承載力以及斜截承載力等等內(nèi)容，并且還應(yīng)該對裂縫進行控制，提升鋼筋混凝土的耐久性以及混凝土構(gòu)件的抗震性能。在地基基礎(chǔ)設(shè)計之時，首先需要做好剪力墻的平面布置，對剪力墻進行布置之時，則要求遵循均勻和對稱性的原，如此就可以行之有效的對墻面結(jié)構(gòu)的剛度和質(zhì)量進行平衡控制，如此才可以最大程度是滿足抗震設(shè)計的基本要求。

第二，我們也要求逐漸加強管理對于邊緣構(gòu)件，在具體工程施工中，通常會把邊緣構(gòu)件劃分為有約束和無約束兩種類型，二者進行比較可以發(fā)現(xiàn)，無約束邊緣的矩形截面積的極限承載力一般會降低大概在40%，并且極限的位移角度也逐漸降低，如此就會對墻面的穩(wěn)定性有著較大的影響。因此，在進行設(shè)計的之時，要求以不同級別類型來對剪力墻尺寸和比例進行比較分析，選擇最適合邊緣構(gòu)件。

2.6做好后澆帶施工設(shè)計

在地基結(jié)構(gòu)設(shè)計之時，后澆帶是其最為重要的組成部分，設(shè)計人員在設(shè)計過程中應(yīng)該考慮到施工現(xiàn)場混凝土的具體情況，接著確定出最為符合實際情況后澆帶形式，進而就可以避免混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形的現(xiàn)象以及因為不均勻沉降的造成的開裂問題。在這個過程中，確保地基基礎(chǔ)層到房屋頂板以及同設(shè)置后澆帶的地方在同一個區(qū)域，而混凝土等級應(yīng)該比兩側(cè)的混凝土高出一些。結(jié)束了混凝土施工后，在混凝土強度符合相關(guān)要求后，及時拆除支撐，在地基施工之時，其會的受到較多因素的影響，最為常見的是結(jié)構(gòu)應(yīng)力的出現(xiàn)，造成了混凝土受到了溫度變化的影響，從而出現(xiàn)了裂縫。

而設(shè)置后澆帶就可以實現(xiàn)避免混凝土裂縫的目的。需要注意的是在一些建筑工程中，其地基項目不適合應(yīng)用后澆帶，對此作為設(shè)計人員應(yīng)該做好相關(guān)準(zhǔn)備工作，掌握后澆帶的斷面形式，根據(jù)所處的不同區(qū)域，在后澆帶下設(shè)置防水板。在后澆帶的寬度設(shè)置上，應(yīng)該以具體情況為依據(jù)進行分析，可以從以下兩個方面來考慮：①后澆帶的寬度設(shè)計應(yīng)該做到操作便捷、施工時間短，而在后澆帶可以較為穩(wěn)定發(fā)揮其功能的背景下，一定程度上對施工效益進行調(diào)整。②注重分析應(yīng)力問題，促使樓面的應(yīng)力比較分散，避免應(yīng)力集中的問題出現(xiàn)。

對建筑結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計，是為了保證安全的基礎(chǔ)上進行設(shè)計的方法，在這個過程中應(yīng)該保證建筑工程經(jīng)濟性和美觀性，進而就可以確保建筑工程的質(zhì)量以及藝術(shù)性，并且建筑工程的成本也會逐漸降低的。本文則從多個方面對建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化進行了分析，力圖不斷提升建筑工程的質(zhì)量，保證人們的生命安全。

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三、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用？

在當(dāng)今這個社會，人們對于美好生活的追求越來越強，對高品質(zhì)生活質(zhì)量越來越看重包括對居住環(huán)境的要求也是逐漸提高。面對現(xiàn)代的需求情況，國家對于房屋建筑工程也不斷的出臺政策，并且對建筑建設(shè)等企業(yè)質(zhì)量控制有提出了新的要求，促使企業(yè)的改革創(chuàng)新，人才引進，同時間接地對房屋設(shè)計等方面向更高的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展。在房屋建筑的時候，最基本的要求是保證建筑在使用期間的耐久性能和安全使用功能，為了滿足用戶的需求，建筑還應(yīng)該具有經(jīng)濟性和美觀欣賞性。在保證以上達標(biāo)的情況下，還應(yīng)該注意房屋建筑的施工成本，這個時候就需要用到房屋建筑中的結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化技術(shù)，也就是本文重點探討的內(nèi)容。本文中分三個方面來深入探究這項技術(shù)，從房屋結(jié)構(gòu)的優(yōu)化技術(shù)內(nèi)容、房屋建筑的經(jīng)濟性與結(jié)構(gòu)設(shè)計、優(yōu)化技術(shù)在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用等三個方面。

1引言

我國房屋建筑建設(shè)在新時代的背景下，與時俱進，發(fā)展迅速。人們對于自己居住環(huán)境的要求也逐漸提高。為了滿足人民群眾的需求，國家對房屋建筑建設(shè)提出新要求，爭取盡快地實現(xiàn)人民對美好生活需求的這項任務(wù)。在房屋建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計中運用結(jié)構(gòu)的優(yōu)化技術(shù)，這不僅可以保證結(jié)構(gòu)的安全持久性，也能確保結(jié)構(gòu)的功能性特點。優(yōu)化設(shè)計的目標(biāo)是保證以上特點具備的情況下，追求經(jīng)濟效益以及節(jié)省房屋占地面積。隨著計算機時代的到來，對于建筑行業(yè)也有深度的影響，結(jié)合相關(guān)的理論設(shè)計解決工程的中出現(xiàn)的計算問題。所以，掌握相關(guān)的計算機技術(shù)對于開展工作非常重要。

2房屋建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化技術(shù)的內(nèi)容

房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)的使用有一個至關(guān)重要的前提，我們需要充分的了解這項技術(shù)在設(shè)計中的主要內(nèi)容，一般情況下，在房屋建筑結(jié)構(gòu)中，通常使用下面幾種技術(shù)。只有充分的考慮到建筑的結(jié)構(gòu)功能和安全設(shè)計，才能正式的開始房屋建筑工作。不僅如此，還需要對房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中出現(xiàn)的問題進行充分的分析，然后推選出最合理且經(jīng)濟的方案。房屋建筑優(yōu)化的內(nèi)容包括以下幾個方面：①房屋具有的子結(jié)構(gòu)與房屋的結(jié)構(gòu)處理方法相同，每一個子結(jié)構(gòu)都需要完整的優(yōu)化技術(shù)作為支撐。對于子結(jié)構(gòu)的處理，通常可以將子結(jié)構(gòu)劃分的更細(xì)，更易于處理。此時我們將子結(jié)構(gòu)劃分為：屋蓋結(jié)構(gòu)、主體結(jié)構(gòu)、細(xì)部結(jié)構(gòu)、圍護結(jié)構(gòu)以及下部的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)部分；②首先需要分析房屋的結(jié)構(gòu)，這樣方便為后面工作的進行提供準(zhǔn)確的信息，其次再根據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)信息進一步的改進。

3房屋建筑與經(jīng)濟性的關(guān)系

3.1如何處理建筑設(shè)備與房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計之間的經(jīng)濟關(guān)系

想要建筑物更好的實現(xiàn)功能性，就應(yīng)該對電氣設(shè)備與排水管道進行優(yōu)化建造。伴隨著建筑物的層數(shù)不斷的增加，建筑物用到的電氣設(shè)備與排水管道會出現(xiàn)逐漸遞增的情況，長此以往不僅會加大建筑設(shè)備對的成本，還會對建筑物的整體成本產(chǎn)生負(fù)擔(dān)。

3.2如何處理經(jīng)濟與房屋建筑結(jié)構(gòu)的外觀之間的關(guān)系

在建筑的過程中，當(dāng)兩者具有相同的用地面積，如果不考慮成本，圓形和方形都具備有相對穩(wěn)定的對稱狀態(tài)，對與建筑物本身結(jié)構(gòu)受力同樣具有穩(wěn)定性。如果將建筑的外觀形狀設(shè)計成為圓形，就可以使得建筑物的墻體面積隨之減少，同時會間接導(dǎo)致前期的墻體投入成本降低。因為經(jīng)濟與房屋建筑結(jié)構(gòu)的外觀之間的存在著直接的關(guān)系，所以大部分的房屋建筑都會采用圓形或者方形的結(jié)構(gòu)。

3.3如何處理建筑層數(shù)與房屋建筑的結(jié)構(gòu)分不分之間的關(guān)系

因為同一個建筑物在建設(shè)中只需要一個公用屋蓋和一個基礎(chǔ)部分，所以建筑單位的成本跟建筑物的層數(shù)息息相關(guān)。建筑層數(shù)的增高，從公用無蓋的角度看就會節(jié)約了成本，從基礎(chǔ)部分的角度看，這個基層部分受到的荷載就越強，進而需要提高基層構(gòu)建的承載力，這樣的話也就增加了成本。除此之外，建筑物內(nèi)部的支撐部件伴隨著建筑物層數(shù)越高對梁柱墻的壓力也就越大，其承載力也隨之增加，因此需要增加這些構(gòu)件的成本。但是不同建筑物、不同層數(shù)以及不同梁柱墻都會影響設(shè)計成本。

3.4如何處理房屋建筑用地面積與建筑物層數(shù)的關(guān)系

在實際的建筑中，建筑物的總占地面積與建筑物層數(shù)之間并不是成正比關(guān)系，建筑物的總占地面積不會隨著建筑物的層數(shù)與高度逐漸增加。但在實際的建筑中，內(nèi)部光線的好壞與建筑物的占地面積成正比。而建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)能很好的解決這個問題，結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)可以協(xié)調(diào)層數(shù)與占地面積之間的關(guān)系。一般情況下，為了保證內(nèi)部光線質(zhì)量，會通過減少上部面積的方法，但是這樣會導(dǎo)致樓層上部的面積會越來越小。所以通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)可以尋找兩者之間的平衡點，從而實現(xiàn)兩者的平衡效果。

4結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用

4.1重視概念設(shè)計優(yōu)化技術(shù)的分析

由于建筑結(jié)構(gòu)布置的方案具有多樣性，即使是針對一個建筑物，也可以使用多種方案處理。在建筑物結(jié)構(gòu)中同一種布置方案，所受荷載相同的情況下也可以使用多種結(jié)構(gòu)分析方案，因此得出結(jié)論，結(jié)構(gòu)布置方案具靈活性。這種技術(shù)的使用受到多種因素的影響，會受到在建筑過程中的數(shù)據(jù)材料和建筑材料的影響，所以不能僅僅靠計算機中的軟件進行簡單的實現(xiàn)，還需要通過設(shè)計人員的設(shè)計經(jīng)驗與設(shè)計方式來實現(xiàn)，這樣對于概念上的設(shè)計就有具有不同的模式。當(dāng)需要處理上述問題的時候，相關(guān)人員就需要對于設(shè)計參數(shù)與設(shè)計方案做出合理的判斷與選擇，這是在概念優(yōu)化設(shè)計中的重要步驟，這就主要依靠設(shè)計師知識的積累，以及長期從事這項工作足夠的經(jīng)驗，從而實現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。

4.2如何解決房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的實際復(fù)雜問題

房屋建筑設(shè)計結(jié)構(gòu)的主要目的就是實現(xiàn)建筑物的功能性與安全性，建筑物的耐久性也需要得到保證。在實現(xiàn)這幾種功能的前提下，盡可能的減少建設(shè)成本，這樣就可以實現(xiàn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的最終目的。作為房屋建筑的一項重要技術(shù)，其目的就是通過優(yōu)化建筑物的結(jié)構(gòu)來幫助建筑物抵抗外界對建筑的影響，保證房屋的耐久性與使用功能不會受到影響。以上，我們說到的外部因素就包括地震，在所有外部因素中地震最為特殊，因為地震具有不可預(yù)知性，對地震活動的時間、地點以及地震的強度都是不了解的。一旦發(fā)生強烈的地震，對于建筑物的損壞是不言而喻的，所以在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候要充分地考慮到地震的因素，要通過結(jié)構(gòu)抗震技術(shù)應(yīng)用盡可能地減少地震對房屋造成的損壞。在構(gòu)件的設(shè)計中采用多道設(shè)防思想，合理加固框架結(jié)構(gòu)的抗震性能，保證強柱弱梁的要求，提升保護主要的構(gòu)建，這樣才能盡可能的保證建筑物整體的安全。

5房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用過程中應(yīng)注意的問題

5.1房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)主要運用在最初期的結(jié)構(gòu)設(shè)計

建筑物的成本與前期方案的確定息息相關(guān)，所以需要及時的采用優(yōu)化技術(shù)，盡可能避免在前期中出現(xiàn)的建筑可行性與合理性問題，也會對需要的成本產(chǎn)生影響。由此可見，房屋結(jié)構(gòu)化設(shè)計對于建筑的前期工作的影響重大。

5.2房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)最多運用在結(jié)構(gòu)細(xì)部的優(yōu)化

房屋設(shè)計過程中主要分為主體結(jié)構(gòu)與細(xì)部結(jié)構(gòu)，在結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計中，注重整體設(shè)計的同時也盡可能地加強基本構(gòu)件的精細(xì)優(yōu)化非常重要。就比如在進行澆筑板塊之前，就應(yīng)該做足了準(zhǔn)備工作，從而避免在拐角處產(chǎn)生裂縫。伴隨著計算機時代的到來，很多行業(yè)已經(jīng)于計算機息息相關(guān)，所以應(yīng)該充分地利用計算機技術(shù)，并與設(shè)計的理論的充分結(jié)合，從而實現(xiàn)問題的轉(zhuǎn)換，從優(yōu)化設(shè)計問題轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)學(xué)問題。所以，設(shè)計人員應(yīng)該充分的了解計算機技術(shù)，并且嘗試?yán)糜嬎銠C技術(shù)來輔助工作。

6結(jié)語

關(guān)于房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)，它主要實現(xiàn)的功能就是使建筑物具有安全性，同時實現(xiàn)建筑物的耐久性的重要功能；此外，既要在房屋實現(xiàn)以上所有所說的功能，還應(yīng)該最大程度的節(jié)約成本但是杜絕偷工減料，是合理的、科學(xué)的節(jié)約建筑成本，。針對以上需求，結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)就很好的滿足了工程的需求。結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)可以運用到結(jié)構(gòu)的每個階段，就可以最大程度的保證了結(jié)構(gòu)設(shè)計的可行性與合理性。計算機技術(shù)的快速發(fā)展，已經(jīng)影響到各個行業(yè)，在這項工作中也需要利用計算機技術(shù)，將計算機技術(shù)與結(jié)構(gòu)設(shè)計理論相結(jié)合，將工程實踐的問題轉(zhuǎn)變?yōu)楦锰幚淼臄?shù)學(xué)問題。所以，建筑設(shè)計人員應(yīng)該充分的掌握計算機在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用，發(fā)揮結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)分析在行業(yè)中的優(yōu)勢。

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四、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的發(fā)展簡史

結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的設(shè)想由來已久。J．C．麥克斯韋于1854年和J．H．米歇爾于1905年就曾研究過在不加任何形狀約束條件下桁架式結(jié)構(gòu)的最優(yōu)布局問題。

他們的工作在理論上有一定意義，但所得結(jié)果往往在工藝上無法實現(xiàn)。到20世紀(jì)40年代，在航空結(jié)構(gòu)的構(gòu)件設(shè)計中提出了所謂“同步極限”準(zhǔn)則，即認(rèn)為一個構(gòu)件的最優(yōu)設(shè)計，應(yīng)使它在受力后各部分都同時達到極限狀態(tài)。求解方法一般采用經(jīng)典的受等式約束的函數(shù)極小化理論。

但是這種方法只能處理一些簡單的問題，例如，處理形狀簡單的薄壁結(jié)構(gòu)部件的優(yōu)化問題。60年代初，出現(xiàn)了現(xiàn)代化的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計理論和方法，它是以利用電子計算機為基礎(chǔ)的。

擴展資料

結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的步驟

①在方案階段，通過與建筑專業(yè)的充分溝通，對建筑的平面布置、立面造型、柱網(wǎng)布置等提出合理的建議和要求，使結(jié)構(gòu)的高度、復(fù)雜程度、不規(guī)則程度均控制在合理范圍內(nèi)，避免抗震審查，為降低含鋼量爭取主動權(quán)；

②在初步設(shè)計階段，通過對結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)布置、建筑材料、設(shè)計參數(shù)、基礎(chǔ)型式等內(nèi)容的多方案技術(shù)經(jīng)濟性比較，選出最優(yōu)方案，整體控制含鋼量；

③在具體計算過程中，通過精確的荷載計算、細(xì)致的模型調(diào)整，使結(jié)構(gòu)達到最優(yōu)受力狀態(tài)，進一步降低用鋼量；④在施工圖階段通過精細(xì)的配筋設(shè)計摳出多余鋼筋，徹底降低含鋼量。

在進行多方案的技術(shù)經(jīng)濟性比較時，應(yīng)綜合考慮材料費、模板費、基坑開挖降水支護費用、措施費、施工難易、工期長短等因素，與甲方協(xié)商后擇優(yōu)選用。

參考資料來源：百度百科-結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計

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