建筑专业优化设计

前言：想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗？我们特意为您整理了5篇建筑专业优化设计范文，相信会为您的写作带来帮助，发现更多的写作思路和灵感。

建筑专业优化设计范文第1篇

关键词：优化设计；建筑结构；材料方案

目前在我国的建筑设计中，对建筑结构的优化设计具有重要的意义。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，保证其建筑五的安全性，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。

一、结构方案上的优化

在建筑机构优化设计中，结构方案的优化是设计优化的基础和保证。对建筑设计者而言，所能采用的建筑结构方案往往不是唯一的，但是不同的结构方案的选择，其所耗费的过程造价和实际的过程质量也是不同的，为了实现结构优化设计的最终目的，就必须要选择一个最优的结构方案，实现架构方案的优化。

（一）从整体上处理好各要素之间的关系

这里所说的整体，就是将结构的总体方案放置于特定的建筑空间中，同时要处理好每个要素之间的关系，包括结构与构件之间的关系，充分考虑结构和构件在整体上的最佳受理状态，从而使结构具备更高的承载力以及良好的刚度和延展性。

优化结构的受力与传力途径

结构受力的优化主要是要考虑简单的传力途径，传力途径过于复杂，就会使结构构件出现多次转换，而这种转换过程必然会增加工程的造价，同时也有可能出现计算上的错误从而出现相应的安全问题。因此采用简单的传力途径，不仅可以减少结构构件的转换次数，降低计算错误的安全风险，同时也可以提高工程造价的积极性。

（三）保证整个结构的协调一致性

在结构方案的设计上一定要充分考虑整体结构中的每一个构件，使其结构构件可以在整体上实现协调一致性，发挥出整体上的最大效应，以确保实现建筑规范所规定的设计目标要求，从而实现结构设计上的优化。

（四）避免结构上的扭转

结构上出现扭转的原因一般都是由于结构平面布置中抗侧力的刚度中心跟建筑物的质量重心或者是外力作用重心相偏离而导致的，这种扭转所消耗的材料量是很大的，同时也会出现相应的不安全因素，因此在结构方案中主要加以重视和避免。

二、建筑结构材料上的优化

处于对建筑结构中的经济性和安全性的双重考虑，对结构材料的要求也就比较高，在材料的选择上需要质量好同时经济合理的材料，同时在材料的使用上充分考虑材料的受力特点和力学性能，应尽量做到物尽其用，优化合理。例如在钢筋混凝土的结构设计中，出于对钢筋混凝土材料中的高抗压性考虑，应该采用高标号的混凝土用于以受压为主的柱子，这样不但可以增加建筑使用的空间，减少构件的截面，同时也能减轻结构自身的重量。对于梁板而言，应该采用高强度的钢筋，因为钢筋的韧性较好，比较受弯，同时使用高强度的钢筋也为了减少钢筋的用量。此外，在钢筋混凝土材料的使用上要注意钢筋与混凝土之间的强度匹配，在实现材料最大性能发挥的同时，实现对材料的合理利用与节省，从而实现结构上的优化设计。在实际的建筑施工建设中，因为建筑材料的选择和使用上出现问题而造成资金和材料上的浪费情况的很多。例如在混凝土的现浇板中，经常出现混凝土的标号过高的情况，高标号的混凝土在其并不能很好的发挥其高强度的特性，而且为了配合混凝土的高标准，对于板中的钢筋量也随之增加，因此不但造成了钢筋使用的浪费，也在增加了工程的造价。

三、结构计算上的优化

结构计算的优化同样也是建筑结构优化设计中的重要组成部分，针对结构计算的优化方面，要充分考虑下面几个方面的问题：

（一）不能盲目的依赖计算机

目前在建设结构的计算一般利用的都是计算机，但是计算机的使用并不是很万无一失的，由于计算软件上存在的缺陷而出现的计算错误时有发生，因此设计计算人员不能盲目的依赖计算机的计算，在使用计算机的同时，要对机构设计计算程度的基本理论研究清楚，同时要明确计算程序的限制条件和应用范围，从而得到正确的计算结果。

（二）对数据的认真核对

在对数据认真计算的同时，也要对输入后的构建尺寸、几何图形以及相关数据进行认真的核对，达到准确无误，尽可能的避免输入错误、计算错误或者是计算分析结果上的错误而出现的误差。有些误差看上去很小，但是在建筑施工后体现出现的实际影响是巨大的，同时也会影响设计结果的经济性和安全性。

（三）注意实际结构与计算模型的差异

通过计算机的模拟计算所得出的计算模型是建立在计算理论和设计程序之上的，而实际中的建筑结构所受到的影响因素是比较多同时难以计算的，这就意味计算模式和实际机构之间必然会存在一定程度上的差异，这种差异在结构计算中是必须要考虑在内的，否则就会影响计算结果以及结构设计的正确性。

四、建筑结构设计与其他专业的协调

在建筑结构设计中，要实现设计的优化，有时还要注重跟其他专业之间的协调，笔者在下文中以排水专业和电气专业为例，简要的谈论建筑结构设计与其他专业之间的协调。

（一）结构与给排水专业的协调

首先水泵间应尽可能的设置在建筑的地下室，这是由于给排水专用建筑中的设备较重，必须要选择承载量较大的房间；在给排水房间中的预留孔和预埋见的尺寸和位置都必须要准确，同时要注重要楼板孔的加强，并且要避免水平的管道管过建筑梁柱；当管道穿过承重墙上必须要做好相应的加固措施；同时在建筑设计中要充分考虑建筑的楼面负荷，避免将过多的管道出现在同一类的房间，从而出现承重超载。

（二）结构与电气专业协调

在电气管线的设置上，如果实现对管线在楼板内的暗装比较困难的，可以采取将垂直管线在预制时将建筑房梁孔洞预留，并且要保证房梁的宽度和墙体的厚度尽可能的一致，从而确保穿梁的带暖气管线不会外露；在对电梯机房的设置上，由于该建筑中的预埋见和空洞较多，从而增大了所需的荷载量，需要对该房间强度进行单独计算。

综上所述，建筑结构的优化设计是一个比较科学系统的设计过程，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，才能实现结构优化设计的最终目的。

参考文献

[1]史曼柏.住宅建筑结构优化设计的探讨[J].科技创新导报，2009（21）.

建筑专业优化设计范文第2篇

关键词：建筑结构；设计；优化；应用

中图分类号：TU318 文献标识码：A

建筑结构设计优化的理念应注重实际为主，根据工程项目建设的实际情况，进行建筑结构优化设计要以计划成本控制为中心，其内容就是对建筑方案、建筑结构含楼盖结构、基础结构以及围护系统结构等环节，建立起一种关于结构优化设计的模型，通过对各种不同的影响变量参数中的若干关键参数的科学的计算，确立最终的建筑工程结构设计的优化方案。

一、建筑结构设计优化的意义

1、节省工程造价。建筑工程造价中建筑结构的成本大约占到总造价的50%，对建筑结构进行优化设计可以在很大程度上降低工程总造价，节约工程造价成本。建筑结构优化设计能有效的节省房屋建筑的投资成本，具有巨大的经济价值。

2、提高工程质量。目前设计单位的水平整体都在不断提升，但是首先很多工程师成本控制意识低，忽略对建筑工程的成本造价控制，只追求高的安全系数，从而造成设计过于保守；其次，没有相应的责任制，设计人员缺乏责任心，对建筑结构的设计概念不清楚，一味的使用计算机而不是大脑来进行计算，常常导致计算不合理或者与工程实际不吻合等等错误，使之结构设计存在安全隐患或者较大的浪费；另外，设计人员与建设单位的沟通不到位，没有完全理解建设单位的建造用途及建筑功能，进而造成建筑产品不能满足建设单位的需要。据统计，因为在设计过程中，设计质量差，造成功能布置不合理，相关专业工程师没有相互沟通，导致经常出现在施工过程中进行修改及返工现象，导致施工工期不能控制。同时因为工程质量差，工程存在安全隐患等问题，造成投资的巨大浪费。通过建筑结构设计优化可以有效的提高工程设计质量，降低安全隐患，减少投资浪费。

3、建筑结构优化设计的社会意义。国家的宏观调控力度在不断的加大，原材料的价格在不断的上涨，从而在建设的前期挖掘潜力，节约建筑造成成本、科学的优化设计，有利于节约建筑的原材料、保护环境，符合国家“低碳、节能、环保”的理念，利国利民。

二、建筑结构设计优化技术应用

通过结构优化设计技术来逐步改善房屋建筑的使用性能，进而提高经济性，大力降低工程成本造价。在某个建设工程项目中，结构优化设计技术主要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环节，应用广泛，其发挥的效能也十分明显。

1、树立精品意识。结构优化设计过程是结构工程师打造设计精品的过程，预算专业提前到设计方案阶段，为结构工程师提供必要的经济分析数据，通过结构工程师与造价工程师对设计质量、品质的经济指标的全程控制，实现设计产品质量与经济的统一。

2、优化设计中正确理解应用结构设计规范。追求适用、安全、经济、美观以及便于施工是建筑结构优化设计的目的。因此，建筑结构优化设计不但要求结构设计工程师有丰富的设计经验，也同时要对建筑结构规范的条文的概念、定义、前提条件及适用范围有较为详细的了解，在建筑结构设计规范的基础上，能够把自身的结构设计方案科学的融入到整个项目工程中。对于一些大面广的工程中，某些条文规定不可避免的偏于保守，同时，也有些条文对一些特殊、复杂工程的设计工程条文安全性不足。因此，建筑结构工程师在优化设计中，应该充分利用扎实专业知识与丰富的设计经验，对上述问题做出科学与正确的判断，从而能够把握设计，使设计成果逐步优化，不断创新。

3、结构工程师要积极参与工程前期规划及方案。建筑结构工程师要积极主动参与前期工程规划及建筑方案，是实施结构优化技术的重点内容。因为，在在实际施工中，建筑结构工程建筑师难以把握对结构体系的受力的正确分析，相关建筑结构工程师要积极主动地参与前期方案设计，帮助建筑师构思与逐步创新，使得建筑师的建筑理念得以完美的体现。

4、合理的结构方案。要用整体的概念在待定的建筑设计中来完成结构整体方案的构思，处理好构件与构件，构件与整体结构的关系，充分利用和发挥整体结构与构件的最佳受力状态，使结构具有足够的承载力、刚度及良好的延性，尽可能使结构受力与传力简单、直接、明确，使之整体结构安全可靠协调一致，使建筑的型心与重心重合，避免及减小外力作用下的扭转效应，结构平面规则对称与竖向刚度的均匀一致，才能达到结构设计的安全经济。

5、建筑结构各部门相互协调与合作。建筑结构优化是一个复杂性的系统工程，涉及到的专业也很广，各个专业必须相互协调与配合。依据建筑学发展角度出发，现代建筑是综合性产品，包括建筑、结构以及设备等要素。因此，建筑工程在工程实施中，应该大力加强分工与合作，将各个构成要素进行充分有机结合，为打造出完美的作品夯实基础。在建筑工程项目设计中，最重要的环节是建筑设计与结构设计，只有将这两个环节充分结合，建筑工程实用、经济、美观大方效果才能充分体现，同时，建造结构受力更趋向合理性，大大降低了成本，简化了施工。但在建筑设计中，一些许建筑设计人员不遵循建筑的基本力学规律，过于注重设计方案创作的新奇性，导致这建筑结构难于处理，因此，建筑结构优化必须通过强化各个专业的合作与协调，才能够实现结构合理，成本降低。

6、建筑结构抗震概念设计。概念设计就是利用设计概念并以其为主线贯穿全部设计过程的设计方法，整个设计中包含着设计者的感性和理性思维。概念设计通过使建筑结构在遭遇到水平地震力作用下不会破坏，或者将对结构的破坏影响降到最低。因此对建筑结构的设计就要采取措施减小地震带来的影响，减小地震产生影响的重要手段是需要结构刚度均匀和对称，结构主体有足够的延性，能够有效地防止结构在地震作用下发生脆性破坏。同时多道设防思想又能使次要的构件在地震情况下先被破坏，从而使一部分地震能量得到消耗，在抗震设防中进行多道防线设计，能有效的抵抗地震力作用。

7、提高材料的利用率。结构的效能设计主要考虑充分发挥结构材料的力学性能，有效的减少结构材料的消耗，达到“少费多用”的目的。各种高强材料（高强度钢筋、高强度混凝土等等）和各种轻型材料（如轻骨料混凝土、轻型隔墙、轻型墙板）的合理利用可以有效的减轻建筑结构的自重，减小水平地震力的作用，减小基础顶部荷载等等8、充分考虑地基基础结构设计。地基基础是建筑结构设计的重要组成部分之一，其造价根据工程所建地地基土的不同，基础形式不同，其基础造价也不同，但其造价占工程总造价的比例也不同，其比例占总造价的20~25%不等。地基基础属于隐蔽工程，建筑物的高度与安全性等受地基基础影响很大。建筑结构中的地基基础的结构设计必须选择合适的方案，要依据现场地质条件上部结构形式、高度、层数、基础顶部荷载，综合进行基础选型及埋深等设计，最大程度的节省造价。

结束语

要科学合理的对建筑结构进行优化设计，使其在建筑业的发展中发挥更好的作用，降低建筑成本。通过概念设计、正确的计算及合理的构造措施来保证，设计要在实践过程中不断的研究、探索和创新，使其经济性和适用性的目标得以实现。

参考文献

[1]彭 涛.住宅项目设计管理研究[J].重庆大学，2011（4）：80~82.

[2]李晓荷.结构设计优化技术在建筑工程中的应用探讨[J].科技创业家，2011（6）：56~57.

建筑专业优化设计范文第3篇

关键词：房屋结构设计，优化技术

Abstract: a house to apply the structure design, safety, economy, beautiful and so on together is just perfect, it needs to use the building structure design optimization methods, to improve the limited space realize perfect target. In this paper the author to the structure design optimization in the modern building structure design of the application are discussed. In order to use of limited resources to achieve the goal of economic and practical.

Keywords: housing structure design, optimization technique

中图分类号： TU318 文献标识码：A文章编号：

引言

随着我国城市建设用地日趋紧张，城市居民住宅向中高层方向发展，与之相适应的结构形式也取得了许多新的成果。在高层住宅的开发建设中，结构设计是相当重要的一个环节，它与规划、建筑、设备和施工等专业紧密相联。同时时代的发展，建筑风格的变化多样，又给高层住宅结构设计提出了新的课题和新的挑战，高层建筑结构设计也越来越成为结构设计工作的重点和难点，如何对高层建筑设计中存在的一些问题进行优化应该是每个结构设计人员时刻应该思考的问题。

一、建筑结构优化方法以及实践意义

建筑结构优化方法主要体现在房屋工程分部结构设计优化和房屋工程结构总体的设计优化两方面。房屋工程分部结构设计优化主要分为以下几方面：基础结构设计优化、房屋顶部系统发案的设计优化、房屋周边围护结构发案的设计优化以及结构细节部分优化等方面。这几个方面进行设计优化时，还要对房屋建筑物的受力分析、布局、内部结构、造价、成本等内容进行具体的分析，并且要在在设计规范内，实用性好的条件下，还要结合实际工程的情况，对其综合的经济效益和工程成本进行结构设计。

建筑结构优化的实践意义：与传统的结构设计相比，进行建筑结构设计后的发案可以将建筑工程的成本造价降低5%～30%。这种先进技术的实现，最大程度上的利用了材料和设备的性能，将房屋结构的内部各个单元都能够互相协调。互相配合，具有高度的建筑规范的安全度，这样的、在满足房屋建筑结构长远效益的前提下，为其设计整体性发案提供合理的前期决策，因此，房屋结构设计的优化设计是实现民用建筑“经济、适用”等目标的有效途径。

二、结构设计优化技术

1、结构设计优化技术的原则

结构设计优化要求我们从工程的设计和价值角度去思考方案。结构设计优化是追求最合理地利用材料的性能，使各构件或各设计专业得到最好的协调。它不仅具备了传统设计方案所要求的规范以及规范所要求的安全度，而且也具备了现今价值学和审美学的成分。结构设计优化是对结构设计进行深化、调整、改善与提高，也就是对结构进行高质量再加工的过程。结构设计优化不是以牺牲结构安全度与抗震性能为代价，而是经过结构设计优化的过程，使建筑功能更协调，成本更低，结构更安全。

2、实施结构设计优化技术所遵循的要点

1）科学地遵循结构设计规范

建筑结构设计工作要求结构设计工程师们不仅要具备丰富的设计经验，也要对结构规范的条文熟知，即在结构设计规范的要求下，将自身的结构设计方案贯穿于项目设计中。规范更多的是针对量大面广的工程，因而某些条文的规定会偏于保守；此外，用于一些特殊、复杂工程的设计时，有些条文则不够安全。所以，结构工程师在设计中应运用良好的专业知识与正确的判断力把握设计，做到设计成果不断优化与创新。

2）结构工程师前期参与和主动参与的重要性

强调结构工程前期参与和主动参与是实施结构优化技术的重中之重。在实际施工期间，建筑师很难对结构体系的受力做到正确的分析，既建筑师的结构思想不能完全替代结构工程师的设计理念、经验和判断，也无法弥补结构与建筑专业技术共识的空白与隔阂。既具有扎实的结构设计理论功底，又具有丰富工程实践经验的结构工程师，积极主动地参与前期方案设计，帮助建筑师构思与创新，才能创作出优秀的设计作品，更好使整个建筑的功能得到彻底的体现。

3）加强各专业之间的协调与合作

结构优化是一个系统的工作，需其它专业的协调与配合。从建筑学发展角度分析，现代建筑是建筑、结构、设备三大要素构成的综合产品，所以在实施中要强化分工与合作，强化专业之间的协调与合作，这样才能创作出各构成要素有机结合的完美作品。在整个项目开展中，建筑设计与结构设计是整个设计过程中最重要的两个环节，二者的结合不仅能够达到实用美观大方的效果，而且可以使结构受力更趋于合理进而降低成本和简化施工。在建筑设计中，许多建筑设计人员只强调方案创作的新奇，不遵循建筑的基本力学规律，这样的方案往往会造成结构设计困难。还有一些建筑师在设计过程中往往忽视力学的基本规律，如将抗震设防区的高层建筑电梯或楼梯偏置在建筑一侧，使得刚度中心与质量中心之间的偏心距过大，在水平荷载作用下产生大的扭转效应。从以上的例子可以分析出，加强专业的合作与协调是实现结构合理、成本降低的重要途径。

三、结构设计优化技术在房屋结构设计中的应用

1、结构优化技术的基本应用

结构设计优化方法的应用具体体现在房屋工程结构总体的优化设计和房屋工程分部结构的优化设计两方面。其中房屋工程分部结构的优化设计包括：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，并应在满足设计规范和使用的前提下，结合具体工程的实际要求，来实现规范要求和经济要求的最大化。

2、结构设计优化技术在房屋结构设计中的应用

1）结构设计优化技术与建筑结构设计的结合

一般建筑物的设计方式总是从结构布置开始，确定了结构布置后根据不同的荷载情况来分析过程中的参数、材料等要求，然而这些数据的分析往往是计算机不能达到的，需要结构设计人员对整个方案进行充分的例证，才能做出判断。而这些判断只能在结构设计的一般规律指导下，根据工程实践经验进行，这便是结构概念设计。因此，结构概念设计是开展施工的必要前提。

2）结构设计优化处理的建筑抗震缺陷问题

结构优化技术不仅能在降低成本、简化施工方面得到体现，而且在建筑物的抗震方面也是颇有作为的。结构设计能够使建筑物在各种不期而遇的外部作用下不受破坏，或将破坏程度降至最低。因此，分析建筑物可能遭受的各种不确定因素成为结构优化设计的重要内容。实际中，地震破坏最为难以预测，且破坏性最大。所以，建筑设计过程中应该未雨绸缪，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。例如：刚度均匀、对称是减小地震对建筑物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的脆性破坏；多道设防思想能使建筑物在特大地震作用下次要的构建先破坏，从而使整个建筑物得到局部的缓冲。这些抗震设防思想在整个设计过程中都应该作为结构优化设计的重要指导理念

四结构设计优化技术在建筑结构设计中的应用

1、直觉优化(概念设计优化)技术与建筑结构设计对于同一建筑方案，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：析过程中设计参数、材料、荷载的取值也不是惟一的：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般规律指导下，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。3-2概念设计处理的实际建筑设计问题 概念设计 所要 处理的问题多种多样 。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，或将破坏程度降至最低。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 震的作法则应尽量避免。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；多道设防思想能使建筑在特大地震作用下次要的构件先破坏，消耗一部分地震能量。这些抗震设防思想在整个设计 过程 中都应该作为概念设计的重要指导思想。

建筑专业优化设计范文第4篇

关键词：建筑工程；结构设计；优化设计；原则

Abstract: Because our country is at present rapid development of high-rise buildings, in its structure design often encounters to all kinds of problems, which requires structural designers continue to accumulate experience, independent innovation, using the correct concepts of structural design, therefore, structural engineer must in every project design can be continuously explore the laws of nature, the tireless pursuit of the best optimal relative to comparison, by reflection, in the accumulated experience, and constantly improve their judgment and creativity.

Key words: construction engineering; structural design; optimization design; principle

中图分类号：TU3 文献标识码：A 文章编号：

1、建筑结构优化设计基本原则

1.1建筑平面布置产生规则结构效应的原则

有规则建筑体型和平面布置的结构，因其受力较简单，造价相对较低。但由于不同使用功能的需要，建筑的体型和平面布置是多种多样的，不可能因结构要求规则而对建筑师的创作提出无理要求，倒是可以在满足不同使用功能的前提下，通过对结构墙、柱的布局和墙肢长短的调节，使不规则的建筑体型和平面布置产生规则结构的效应，同样可以使建筑结构达到经济合理和安全耐用的预定目标。

1.2提高建筑舒适度原则

所谓好的建筑，应是从建筑、结构、装饰装修到给排水、暖通、空调、燃气、电气安装等各专业的优化设计组合，是整体优化设计，如果仅仅是某个专业设计得好，是不可能被称作是一个好建筑的，结构设计也不能例外的；建筑结构设计要能最大程度地满足建筑平面布置、内部空间高度和建筑立面等使用功能和外形观感的要求， 投入使用后，使用户在工作和生活中感到很舒适，使建筑真正成为人人赞美的好建筑，这才是建筑结构优化设计的出发点和落脚点。因此，建筑结构的优化设计应包含结构体系的优选、传力途径的科学性、构件布置的合理性、构件和材料选用的正确性等内容；应该把尽可能提高建筑投入使用后的舒适度作为建筑结构优化设计的一条重要基本原则。

1.3建筑结构整体安全度原则

我国早已颁布实施的《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）规定的抗震设计的标准是：“小震不坏，中震可修，大震不倒”，是说整个建筑结构所有构件要共同达到的目标。如果一个工程有99%的构件在大震作用下不会被破坏， 而其中有1%的构件即使在小震作用下就被破坏，导致整个建筑垮塌，那么，这个工程还能说是结构安全吗？ 所以结构优化设计应全面考虑整体建筑的每个构件，使结构体系中每个构件都具有合理的可靠性，确保整个结构体系的安全性能，确保实现结构设计规范规定的设计标准，达到建筑结构既安全耐用又经济合理的总目标。这就是结构设计应坚持的建筑结构整体安全度原则。

1.4不同构件采用不同的安全系数的结构优化设计原则

由于现浇钢筋混凝土楼板的约束作用，可以在很大程度上提高楼盖梁的承载能力，最高时可提高约1.5倍。而现行国内结构计算软件却不能准确反映现浇楼板的这种约束作用，因此，按力学计算结果进行结构设计的话，对现浇楼盖梁而言，它的安全系数就偏高了许多。另一方面，从对出现垮塌事故的工程进行事故原因调查和分析可以得知，由于楼盖或楼盖梁的问题而导致结构破坏的工程实例极少，除非是结构计算本身有误；从许多震害调查的工程实例中也可得知，在地震力作用下建筑倒塌的主要原因，也大多是由于墙、柱等竖向构件首先遭到破坏所致。在实际的结构设计工作中，若不考虑构件的实际承载能力，对所有构件采取相同的安全系数，就会造成建筑结构在安全性和经济性方面的不合理。因此，在结构设计时，对独立构件、静定结构和竖向构件应采用较大的安全系数，而对楼板和楼盖梁的安全系数可予以适当降低，这样处理既可以降低工程造价，又可提高结构的综合安全度。

2、房屋建筑结构优化设计的必要性

为了达到结构优化设计的目的，工程设计人员必须在保证结构安全的前提下，通过对建筑结构的整体概念分析，采用合理的优化设计理念和方法进行优化设计，使得能有效地控制工程造价，满足投资方的经济性要求。通过以往的优化设计经验来看，相比于传统的设计方法，优化设计通常可以达到降低工程造价5%～30%的目的。但是在实际的工程设计中，很多因素都制约了优化设计的开展和实施。比如，工程的设计进度的要求，使得设计人员根本无暇顾及到结构的优化设计要求； 再者，由于知识水平的限制，傻瓜化的设计软件使得部分设计人员对优化设计的理解缺乏，更谈不上有效合理的优化设计，大部分设计人员在所谓优化设计中总着眼于局部部位而忽略了结构总体方案的设计，没有从总体布局上考虑造价的控制。为此，为了降低工程造价的成本，提高设计人员在提高设计人员在实际工作中对优化设计的认识和重视非常必要，只有加强技术和经济效益的有效结合，通过合理的优化设计方案，才能达到创造更大的社会效益。

3、房屋建筑结构优化设计的内容

结构设计的工作主要是根据建筑设计的要求，采用合理的设计理念和方法，来确定适当的结构形式、布置以及具体的构件设计尺寸。对常见的钢筋混凝土住宅结构体系进行优化时，可以从结构整体的布局以及具体构件两方面的因素来加以考虑。影响结构整体的布局的因素包括了建筑物的体型特征、柱网尺寸、层高以及抗侧力构件的位置等具体构件因素主要包括结构的布置、构件的截面、混凝土和钢筋强度等级及配筋构造等。综合考虑两方方面的因素影响是必须的，为了实现这一目标，对工程师提出了更高的要求，即需要结构工程师对结构和构件受力特征有充分的把握，能根据构件设计的合理经验和规范的深刻理解，采用合理优化方法进行有效设计。

3、房屋建筑结构优化设计的措施

3.1建筑结构形式的优化设计

3.1.1剪力墙的设计

联肢墙是通过连梁连接的各墙肢联结而成，从而增加了墙肢的约束条件。连梁的刚度增大必将使得结构的地震作用也增大，这样连梁和墙肢分配内力也相应增大，此时必须增大构件的配筋量，显然这一设计结果必然会造成材料的浪费。因此，在住宅结构设计时，一般情况下不宜采用大刚度的窗下墙作为连梁，而宜将连梁设计成为截面、刚度较小的弱连梁。同时，在满足结构刚度与变形要求时，应从经济角度与抗力、变形方面综合考虑，合理布置抗侧力构件。显然，剪力墙数量越多，结构抗侧力刚度愈大，相应结构位移会减小，但是结构地震力会随抗侧力刚度增大而加大，对结构的造价控制不利。因此剪力墙应以周边均匀、对称、分散等原则合理布置，以规范规定的水平位移限值为准尽可能减少剪力墙数量。

3.1.2砌体结构的设计

作为承重构件和抗侧移构件的砖砌体，其平面布置较为灵活，但不适宜做跃层结构及受力较大的突兀结构形式。门窗开洞宽度不宜超过2.1m，纵向墙体数量不宜少于三道，这一措施可以适当减少构造柱的配筋。宜使砌体房屋成为纵横刚度相近、各层约束合理分布的空间受力体系。

3.1.3底部框架剪力墙的设计

底部框架剪力墙结构由于竖向抗侧力构件不连续，使得建筑物在转换层上下出现刚度、内力和位移突变，促使部分构件提前破坏，因此对建筑物在转换层上下的刚度比的要求比较严格，以缓解构件内力、位移突变的情况。由于底部框架剪力墙结构容易出现刚度突变、位移突变等不规则项，在设计时应尽量避免错层、楼板不连续、平面或竖向尺寸突变等不规则项，以免形成具有较明显的抗震薄弱部位的特别不规则结构。承重墙尽量放在框架梁上，如果出现放在次梁上的墙体时，应适当加大该次梁、主梁、框架梁的安全系数，加厚该处的楼板厚度。

3.2注重细部优化

3.2.1在注重整体设计的同时，也应加强结构局部构件的精细设计。比如现浇板设计中尽量把异形板划分为矩形板，这样既达到合理受力的目的，也避免了拐角裂缝的出现。

3.2.2底部框架抗震墙的底框梁箍筋配箍量一般较大，此时若选用冷轧带肋钢筋作为箍筋，便可减少箍筋肢数或箍筋直径，达到降低造价的以及方便施工的目的。还有，为减少柱构件底部截面，采用高强度的混凝土是不错的选择，但是水平构件混凝土可适当减少混凝土的标号，满足了受力要求，也节约了成本。

3.3结构设计软件在优化设计中的运用

随着计算机技术以及结构优化设计理论的结合，基于计算仿真的优化设计思路已经在工程结构设计中得到了广泛的应用。通过利用计算机分析软件建立优化设计的分析模型，采用高效的计算机优化计算方法，设立结构设计达到的目标要求，最终实现结构设计的优化目的。在具体的优化设计过程中，优化设计实际上已经由一个工程问题转变为一个数学问题。在大型复杂结构的优化设计中，基于这一思想的结构优化设计方法具有其他算法无法替代的优势。因此，工程设计人员加强基于计算机技术的优化设计分析非常必要。

建筑专业优化设计范文第5篇

摘要:设计方案直接影响投资，设计质量间接影响投资，设计方案影响经常性费用。建筑优化设计越来越引起人们的重视，如何搞好优化设计，应主要抓好那些问题，本文作了简要分析。 

关键词:建筑设计建筑工程重要性

一、建筑设计在工程建设中的地位和作用  （一）设计方案直接影响投资。工程建设过程包括项目决策、项目设计和项目实施三大阶段。进行投资控制的关键在于决策和设计阶段，而在项目作出投资决策后，其关键就在于设计。据研究分析，设计费一般只相当于建设工程全寿命费用的1%以下，但正是这少于1%的费用对投资的影响却高达75%以上，单项工程设计中，其建筑和结构方案的选择及建筑材料的选用对投资又有较大影响，据统计，在满足同样功能的条件下，技术经济合理的设计，可降低工程造价5%～10%，甚至可达10%～20%。  （二）设计质量间接影响投资。据统计，在工程质量事故的众多原因中，设计责任多数占40.1%，居第一位。不少建筑产品由于缺乏优化设计，而出现功能设置不合理，影响正常使用；有的设计图纸质量差，专业设计之间相互矛盾，造成施工返工、停工的现象，有的造成质量缺陷和安全隐患，给国家和人民带来巨大损失，造成投资的极大浪费。震惊全国的宁波大桥事故就是这方面的典型例证。  （三）设计方案影响经常性费用优化设计不仅影响项目建设的一次性投资，而且还影响使用阶段的经常性费用，如暖通、照明的能源消耗、清洁、保养、维修费等，一次性投资与经常性费用有一定的反比关系，但通过优化设计可努力寻求这两者的最佳结合，使项目建设的全寿命费用最低。    二、建筑设计存在的问题    （一）政府监控不力  长期以来，形成了一种设计对业主负责，设计质量由设计单位自行把关的观念，主管部门对设计成果缺乏必要的考核与评价，有的仅靠图纸会审来发现一些简单问题，只有等出现了大的技术问题才来追究责任，而方案的经济性则问及更少。另外，对设计市场管理不够，越级、无证、挂靠设计时有发生，从而导致设计质量下降，加之由于设计工作的特殊性，不同的项目有各自的特点，所以针对不同项目优化设计的成果缺乏明确的定性考核指标。  （二）优化设计的意识不强  目前，业主往往把投资的控制重心放在施工环节上，而对设计环节重视不够。其原因：一是对设计对投资影响的重要性认识不够，只看到搞施工招标，投标价要低于标底价、施工单位要让利等，殊不知设计方案的优化会带来更大的节约；二是无法很好地选择设计单位，因为在设计前业主不知道谁能优化到什么程度。有些项目设计虽通过招投标，但此时方案不细，概算粗略，很难来综合评定；三是业主由于专业知识上的限制，对设计方案难以从优化扰的角度提出要求或疑议；四是有些业主经济实力雄厚，项目建设赶时髦，求新颖，根本不提优化要求；五是有些业主自身对工程应具备的功能要求及应达到的目标不明确，随意性大，要求出图时间紧，又压低设计收费，从而也影响了优化设计的开展。  （三）缺乏必要的压力和动力  由于目前的设计经营往往凭的是关系，缺乏公平竞争，所以设计单位的重心不在技术水平的提高上，设计只要保证不出大的质量问题，方案的好坏、造价的高低，关系不大，使优化设计失去压力。由于现在的设计收费是按面积或按造价的比例计取，几乎跟投资的节约和设计质量的优劣无关，导致对设计方案不认真进行经济分析，而是追求高标准，或为保险起见，随意加大安全系数，造成投资浪费。  （四）运行的机制不够完善  优化设计的运行需有良好的机制作为保证。而目前的状况，一是缺乏公平的设计市场竞争机制，设计招标未能得到推广和深化，地方、行业、部门保护严重；二是价格机制扭曲，优化不能优价；三是法律法规机制薄弱。  三、应着手抓好的几个问题    （一）主管部门应加强对优化设计工作的监控  为保证优化设计工作的进行，开始可由政府主管部门来强制执行，通过对设计成果进行全面审查后方可实施。作为《建设工程质量管理条例》的配套文件之一的《建筑工程施工图设计文件审查暂行办法》已由建设部建设［2000］41号文颁布施行，它的实施将对控制设计质量提供重要保证。但《办法》规定的审查主要是针对设计单位的资质、设计收费、建设手续、 规范的执行情况、新材料新工艺的推广应用等方面的内容，缺乏对方案的经济性及功能的合理性方面的审查要求，所以建设主管部门在执行《办法》的同时，应增加人员配备和审查力度，对设计成果进行全面审查。第二，应加强对设计市场的管理力度，严格通过资质管理、人员注册、设计招标、图纸审查等环节来规范设计市场，减少黑市设计。第三，利用主管部门的职能，总结推广标准规范、标准设计、公布合理的技术经济指标及考核指标，为优化设计的进行提供良好服务。

（二）加快设计监理工作的推广  优化设计工作的推行，仅靠政府监控还不能满足社会发展的要求，设计监理已成为形势所迫，业主所需。通过设计监理可打破设计单位自己控制自己的单一局面。因此，主管部门应在搞好政府监理的同时，一方面应尽快建立设计监理单位资质的审批条件，加强设计监理人才的培训考核和注册，制定设计监理工作的责职、收费标准等；另一方面通过行政手段来保证设计监理的广度，为设计监理的社会化的提供条件。  （三）建立必要的设计竞争机制  为保证设计市场的公平竞争，设计经营也应采用招标投标，虽然早在1984年，当时国家计委和城乡建设环境保护部就印发《工程设计招标投标暂行办法》，1995年建设部230号文印发了《城市建筑方案设计竞选管理办法》，新颁的《招标投标法》中也规定符合条件的项目的勘察设计必须招标，但实际招标项目的量一直很少，只占总项目的10%左右(不同的地区其 比例可能有所不同)，即使采用招标的项目，其招标体系不完善评标方法不健全，缺乏公平竞争性，因此应完善设计招投标的相关环节。首先，应成立合法的设计招标机构；其次，各地方主管部门应建立相应的规定，符合条件的项目必须招标；第三，业主对拟建项目应有明确的功能及投资要求，有编制完整的招标文件；第四，招标时应对投标单位的资质信誉等方面进行必要的资格审查；第五，应设立健全的评标机构合理的评标方法，以保证设 计单位公平竞争，并限制业主在项目上的随意性。  （四）注意优化设计工作的综合性  通过优化设计来控制投资是一个综合性问题，不能片面强调节约投资，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。设计人员要用价值工程的原理来进行设计方案分析，要以提高价值为目标，以功能分析为核心，以系统观念为指针，以总体效益为出发点，从而真正达到优化设计效果。  （五）完善相应的法律法规  优化设计的推广还应有一定的法律法规作为保证，目前已有《合同法》、《建筑法》、《招投标法》、《建筑工程质量管理条例》等在规范项目建设工作，但这些都是从项目建设的总体出发，对设计方面的规范不够具体，因此为更好地监督管理设计工作，还应建立和完善相应法律法规，如设计监理、设计招投标、设计市场及价格管理等。