关键词：结构设计；设计优化；探讨；应用
1 房屋建筑结构优化设计的重要性
如今，随着城市化进程的不断加快，城市建筑土地资源越来越紧缺，因此高层或超高层住房将成为城市住宅的发展方向，相较于传统的建筑模式，高层建筑等新型建筑的建设具有更大的难度，这就要求相关的施工建设人员应该重视房屋结构优化问题，在减少资金投入的同时，进行细致的建筑设计方案规划，运用新技术和新理念，建设出既安全又经济的建筑。根据相关数据可以看出合理的房屋结构设计可以减少建设资金投入，与没有进行设计优化的建筑相比采用优化法进行优化后的建筑能够节省10%～20%的建设费用。不过，在实际的施工建设过程中，优化设计的实施往往不是一帆风顺的，可能因为多方面的限制而难以进行。首先，很多施工单位都会因为赶工程进度，而不顾施工质量，对于房屋设计的缺陷不予及时的优化处理，而对最后的建筑质量造成影响。其次，还有一些施工建设人员自身经验不足、专业素质不高，无法进行建筑设计优化。最后，还因为一些施工建设人员和设计人员只注重建筑的部分建设，而忽视建筑的整体设计，不能准确的制定工程预案，影响建筑整体的造价。对建筑的结构进行设计优化能够合理的规划建筑设计，减少工程资金投入，房屋结构各个方面整合起来，能够保证建筑质量，为人们提供经济安全的住房。
2 建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用
2.1 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。
2.2 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。
2.3 优化上部结构。要想模型建立与优化房屋建筑的上部结构，首先就要对剪力墙进行合理的布设，对剪力墙的质量均匀予以有效保证。这样，楼层的结构重心便能同楼层的平面刚度中心点实现重合，从而有效地削减了风力以及地震等外部荷载作用的扭转影响。如果房屋的类型允许的话，那么可以尽量使用大开间的剪力墙构造，并对剪力墙的墙肢长进行增加。这样做，不仅可以有效地对墙肢的数量进行缩减，还可以确保刚度能够与相关标准相符合，并以此作为前提与基础，有效地降低混凝土的使用数量。
3 房屋建筑结构设计优化的具体措施
3.1 地基是建筑结构的基础。对建筑物的稳定性起着决定性的作用。在进行建筑结构的地基设计时，要因地制宜，具体情况具体分析。进行建筑结构地基的设计优化首先是要选择合理的优化方案，如果是基础较深，那么就需要对拟建工程施工现场的地质情况进行全面仔细的勘察，然后再综合其他现场场地的各种因素进行基础选型及埋深等设计。
3.2 砌体结构的设计优化。砖砌体在房屋建筑结构中主要担负着抵抗侧向位移和承重的作用，它的布置方式较为多变，但是在跃层结构或表现出过大的受力结构中却并不适宜。通常应该对其进行以下方面的优化，优化平立面结构，保证建筑形体的规则性，抗侧力构件平面布置宜规则对称，侧向刚度沿竖向宜均匀变化。纵向抗震墙体在建筑整体中，必须保证有三条以上，合理规划门窗的开口规格，一般要将宽度控制在2m或2m以下，这样的设计有利于增加建筑结构的稳固性。
3.3 建筑底部剪力墙的设计优化。处于房屋建筑底部位置的框架剪力墙因为具有竖直方向抵抗侧力部件的不连续性，所以就增加了受力出现不平衡状况的因素。也就因此而增加了对建筑平面的要求。在设计中，应该尽最大可能将承重墙放置于框架梁之上，如果受到具体条件限制而只能放置于次梁时，就必须要将主梁与框架梁的钢筋配置适度增大，使放置承重墙的楼板厚度增加。
3.4 剪力墙的设计优化。对剪力墙进行优化设计，其中连梁是最为重要的环节。如果将连梁的剐度增加，就一会产生增加建筑结构地震作用的情况，同时也就造成了连梁与墙肢的内部受力分配大幅度增加，这样就应该将此处构件的钢筋配置适度增加，从而使建筑材料受到不必要的浪费。所以，在进行房屋建筑结构的设计时，不应该选择将大刚度窗下墙当做连梁的设计。应该选择的设计方式应该是把连梁设计成刚度与截面较小的弱连梁，并且在达到结构的刚度与变形程度要求的条件下，进行经济与变形能力等多方面思考，对构件进行合理的布置。一般来说，剪力墙设计越多，建筑结构也就具有更大的抗侧力，从而减少建筑结构的位移，却导致了地震力的增大。基于以上的考虑，进行剪力墙的设计时必须要掌握对称和分散与均匀的基本理念，以水平位移限度为准控制剪力墙的数目。
3.5 房屋建筑结构细部设计优化。进行建筑结构的设计优化，不但要关注整体设计，也应该对各个细部结构部件的设计给予重视，比如进行现浇板的设计时，为了达到去除拐角裂缝与结构受力均匀的目的就需要将异形板划分为矩形板。对于建筑结构底部的框架抗震墙的钢筋配置通常较大，如果在材料选用上使用冷轧带肋钢筋则能够适当减少钢筋配置，从而更加便于施工和达到控制工程造价的目的。在有关设计技术优化方面，也可以增加对现代化高科技的利用。
4 结语
总而言之，利用对建筑的结构进行设计优化，可以保证建筑自身的功能，并且对工程资金投入进行控制。另外，建筑企业及开发商不应过于重视结构设计优化的经济效益，利用缩减建材、降低质量标准、削弱技术性能等方法来追求利益，并且也不可以一味的关注技术而忽视经济效益。房屋结构的设计优化其最终的目的在于保证建筑的功能、提高建筑的质量、提升环保性能，增加企业收益。为了完成这一任务，设计人员应不断提高自身水平，紧跟时代步伐，勇于开拓创新，为人民的居住及生活提供安全保障。因此，对建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用进行谈论是值得相关工作人员深入思考的事情。
参考文献
关键词：建筑结构设计；优化；方法；应用
中图分类号： TU2 文献标识码： A 文章编号：
在进行建筑整体结构设计的一系列过程中，为了实现建筑结构在空间、实用性、整体效果以及造价等方面达到最优状态，在完成基础设计之后，接下来还需要对建筑结构设计进行优化。特别是在整体结构的造价控制这一方面，建筑结构设计优化是做好造价控制的主要途径。传统的建筑结构优化设计大部分都是以建筑的造价为根本进行控制的，而随着人们对建筑的实用性及整体效果要求的不断增加，建筑使用的方便性以及整体效果如今已经成了人们关注的重点。而各种不同的设计方案对建筑材料的选用、建筑基础类型的选择、房屋进深的确定、建筑的层高以及总层数的确定等都是需要进行优化的问题与对象，所以，在进行建筑结构设计优化的整个过程中，应对上述问题予以综合考虑、重点考虑。
建筑结构设计优化的内容及意义
建筑结构设计优化主要体现在两个方面，一是对建筑工程总体结构进行优化设计，二是对建筑工程局部结构进行优化设计。其中，建筑工程局部结构的优化设计的对象主要包括以下几点：1）基础结构方案；2）屋盖系统方案；3）围护结构方案；4）结构细部等。对上述对象进行优化设计时，通常还会涉及选型、受力分析以及造价分析等诸多内容。总之，对建筑结构设计进行优化的过程中，不仅要严格依据设计规范执行，还应充分结合建筑工程的具体情况，最终提高建筑工程的综合经济效益[1]。
建筑结构设计优化的意义主要在于两点，一是提高建筑工程的安全性及可靠性，二是降低建筑工程的总造价。通过对比分析发现，建筑结构设计优化方法应用得当的情况下，能大幅降低建筑工程的总造价，最高可达30%。通过优化方法的有效应用，一方面能够最大限度体现物质的性能，另一方面能够为规划的实际执行提供一系列有用的参考资料。
建筑结构设计优化方法概述
对于建筑整体结构设计优化而言，建筑结构的概念设计既是重要基础，又是一个主要方向。运用概念设计方法，能够有效提高建筑工程的安全性及稳定性，将各种外力所带来的破坏效果降至最低。建筑在实际使用环节，难免会遇到不同类型的不稳定因素。建筑概念设计将会致力于这些不稳定因素的解决，以提高建筑的实用性。对建筑结构的诸多可能破坏因素进行研究，发现地震这一破坏因素最难以控制，因为地震发生时，将会给建筑施加一个极大的作用力，同时地震又是难以准确预测的。所以，在优化建筑结构设计的实际环节，应该站在整体的角度对建筑结构设计进行优化，采取多项措施以达到提高建筑结构抗震能力的目的。另外，设计方案中如果有不利于建筑结构抗震的因素，则应对其进行适当调整，无法调整时，则应放弃。在建筑结构设计优化的帮助下，建筑在整体刚度方面应该达到均匀、对称的效果，如此一来，便有效保证了建筑结构在地震作用下的安全性[2]。与此同时，是实际设计环节，还应综合其他优化方法的应用，以提高建筑的抗震能力。如延性设计，该种设计方法能够很好地保护地震中的建筑免受脆性破坏的危害；又如多道设防的设计方法，其设计思路是，当发生剧烈地震时，“牺牲”部分次要结构去吸收地震能量，以降低地震对建筑主体结构的破坏效果。在进行建筑整体结构设计的过程中，应注意上述优化方法的有效运用。
建筑结构设计优化方法的应用
3.1提高建筑结构空间利用率的方法
在衡量建筑是否人性化的诸多指标中，空间利用率是一个关键性指标。下文将针对如何提高空间利用率这一点展开探讨，探讨相关的建筑结构设计优化方法，以满足建筑实用性及人性化的要求。
3.1.1基本思路
在提高空间利用率的方法中，充分考虑并利用了整体与局部之间的关系。这个关系可用下列公式表示：
N=1+1+1+1+1……
两种情况：1）当N代表建筑主体时，那么各个1则分别代表卧室、客厅、厨房以及卫生间等；2）当N代表卧室（以卧室为例）时，那么各个1则分别代表卧室中的床铺、梳妆台、衣柜以及电视柜等[3]。
3.1.2提高空间利用率的目的
随着城市人口密度的不断增加，给城市土地资源带来了极大的压力，在这种背景下，提高空间利用率具有十分积极的现实意义。提高空间利用率，一方面能够减少空间浪费，提高空间的实用性，另一方面能够增加空间利用的人性化。
3.1.3具体的实施方法
具体的实施方法如下：1）确定建筑空间的面积；2）当确保建筑容积效率之后，再确定结构的最适宜进深；3）计算面宽；4）确定房间的具体进深，同时确定房间家具的尺寸和实用性；5）确定目标空间结构，同时确定合理的交通面积；6）增加客厅、卧室以及厨房的面积[4]。
3.2结构设计优化方法的应用步骤
3.2.1建立结构设计优化模型
对建筑整体结构设计进行优化时，一般步骤如下：1）确定设计变量。所谓设计变量指的是可能会对建筑整体效果或者实用性产生影响的一系列参数，如目标控制函数（以整体建筑结构造价控制为代表），又或者约束控制参数（以整体建筑结构的可靠度控制为代表）等。在实际选取过程中，应对参数进行适当的精简，不对那些相关性较小的参数进行研究，如此一来，能够大幅降低模型的计算强度，同时有效减少编程的工作量；2）建立目标函数。目标函数主要包括两大方面，一是建筑的整体效果，二是建筑的整体实用性。寻找一组有效参量。这组参量既要满足建筑使用功能，又要符合既定的结构截面尺寸以及钢筋截面积。从而保证求得的目标函数值达到最优；3）定义约束条件。通常，建筑结构的约束条件涉及诸多内容，既包括建筑的可靠度约束、强度约束，又包括应力变形约束，还包括裂缝宽度约束等。在具体设计环节，应保证加入约束条件的考量之后，实际结构设计满足现行的设计规范，符合最优设计标准的相关要求[5]。
3.2.2 优化设计方案的选择
通常情况下，有多种建筑结构设计优化方案可供选择。进行选择时，常常将基于可靠度的方案列为重点考虑对象。对该种方案进行实际计算时，既要面对关系错综复杂的多种变量，又要面对数量众多的约束条件，再加上它们都属于非线性问题，所以，在计算过程中，通常先要将其转化为无约束条件的线性问题，然后求解。在上述一系列计算过程中，通常可以采用如下两种优化计算方法：1）拉普拉斯算子法；2）复合形法。在选取具体算法的过程中，一方面要考虑算法的精度，另一方面要考虑算法的计算速率，总之，要对算法进行综合而全面的考虑，从而选定一个最佳的算法。
3.2.3 具体的程序设计
当确定具体的建筑结构设计优化方案之后，便会进入到具体的程序设计环节，即编制一个功能完备、运算速率良好、综合效果优异的计算程序。程序设计将会涉及诸多内容，其中最为主要的包括两大方面，一是工程指标的选取，二是建筑的功能需要。由于编程涉及广泛且内容繁复，本文不对其进行详细论述[6]。
3.2.4 结果分析
对计算结果进行分析是一个十分关键的过程，关系到整个设计优化的成与败，所以，在分析的过程中应保证考虑的全面性，主要包括以下几个方面：1）建筑结构的成本；2）建筑结构的实用性；3）建筑结构的整体空间效果。建筑结构是一项复杂而系统的工程，再加上耗资较大，所以，在设计优化的过程中，应站在整体的角度进行分析，无论是片面追求资金的节省，还是片面追求建筑实用性的增加都是不对的。总而言之，就是协调好技术和经济之间的关系，寻求二者之间的平衡，进而展开合理的优化[7]。
4.结语
建筑结构设计优化是一个复杂而系统的过程，通常被归入综合决策的范畴。在实际优化环节，既要考虑实用性和安全性，又要考虑经济性，还应考虑整体效果，总之，要平衡各方面的关系。本文对建筑结构空间利用率的优化进行了重点探讨，对建筑结构优化的理念进行了阐释和延伸，希望能对类似工程建设提供一些借鉴和帮助。
参考文献：
[1] 张丽莉. 浅谈提高建筑结构设计质量的措施[J]. 中国城市经济. 2011(01).
[2] 安东. 高层建筑结构设计要点探析[J]. 中国城市经济. 2011(09).
[3] 赖运强. 当前建筑结构设计中概念设计的应用[J]. 中国高新技术企业. 2010(13).
[4] 董燕,胡执标. 浅谈高层建筑结构关键设计问题[J]. 科技创新导报. 2011(11).
[5] 房国府. 高层建筑结构分析与设计[J]. 中国高新技术企业. 2010(33).
关键词：建筑结构设计；优化方法；协调性；经济性能
现如今，人们对建筑的要求不再简单的是居住使用要求，随着时代的不断发展，人们对建筑的美观性和安全性也愈加重视，对建筑的实用性能有了更严格的要求。基于以上要求的变化，这就要求我们不断改变并优化结构设计，采取耳穴的方案，同时满足美观性和实用性，并且还能够降低成本投入，提高经济效益，促进建筑业的良好健康发展。
1结构设计优化方法内容及其原则
1.1概述。在房屋建筑结构设计时，如果要对设计方法进行优化，这就势必给工作人员带来更多的问题，例如成本问题和建筑材料问题。这种情况下，就要求工作人员用最低的资金投入，进行房屋建筑设计的优化。对优化房屋建筑设计时，其优化的内容主要包括两个内容：①优化整体的房屋建筑结构；②优化局部的房屋建筑结构。而局部房屋建筑结构主要就是对主体结构、房顶结构和下部基础结构等分别进行优化设计。1.2原则。（1）使建筑具有安全性能。房屋结构优化不是简单的进行材料的节约，而是首先要确保房屋建筑结构安全，然后利用专业知识，结合实际的房屋建筑情况，对房屋建筑结构进行科学合理的优化，从而使得房屋建筑的设计趋于完善。（2）使建筑具有实用性能。对于房屋建筑优化设计的另一个原则就是要确保建筑物的实用性，使得房屋建筑通过优化设计具备更多的功能，满足人们的实用与使用需求。（3）保证建筑结构优化的同时保护环境。房屋建筑结构优化设计的另一个原则就是要尊重环境，也就是说要注意环保，例如，可以采用绿色环保材料。（4）确保建筑具有可用价值。这个原则也是非常重要的一点，要求在进行房屋建筑优化设计时，不能一味追求利益，忽视质量，而是要在保证建筑质量的基础上降低资金投入。根据以上原则，不难看出，在进行房屋建筑结构优化设计时必须保证其科学、安全、质量要求。首先，充分重视结构优化模型，科学合理的结构设计变量得到解决。主要针对相关的参数值和约束来控制参数值的选择应注意，而较小的将实现一个预定义的类型参数，可以有效地减少编程，提高效率，提高整体水平；然后是目标函数的确定，这将对建筑作为一个整体的成本情况来理解。可以科学地确定约束条件，为结构的优化设计奠定基础。
2建筑结构设计优化方法的具体应用
2.1整体和局部优化。房屋建筑结构设计具有复杂层次性。首先要求在进行设计时要考虑设计、结构、安装等不同子系统及其下属体系。在进行优化设计时，综合考虑各个子系统和下属体系并且进行优化；其次，由于在房屋建筑结构设计时设计到施工材料、构建、配件等内容，这就要求进行房屋建筑设计时，进行整体优化。建筑结构的优化计算模型和优化计算方案属于建筑结构优化设计的重要组成部分。建筑结构的优化设计的本质就是在变量中提取重要的参数，根据上述所说参数建立函数模型，从而得到比较好的方案。一般来说，建立模型主要从以下方面入手：①合理选择设计变量，这属于重要内容，而且在选择变量设计会影响参数的选择，因此合理计算变量就能将降低计算编程的工作量；②确定目标函数，首先要在符合函数的基础上找到最优解，才能确定目标函数；其次，将约束条件确定下来，主要包含弹塑性、强度、应力及尺寸等方面，在优化建筑结构的同时，必须确保约束条件的范围在规定的要求之内，满足设计的需求。2.2建筑主体上部结构的科学性优化。建筑主体上部结构的科学性优化，是在建立模型，优化系统设计，保证科学合理性的基础上，对建筑剪力墙进行优化设计。首先，建立合理的剪力墙数量；其次，保。证剪力墙的整体质量的统一性，保证其整体结构的重心，减少地震等灾害对房屋建筑的破坏；最后，如果要保证剪力墙的高抗剪能力，在满足质量的要求上减少墙的数量。2.3概念设计结合细部结构设计优化概念设计的应用表明没有具体的量化数据，例如，抗震防裂度，这种情况下没有具体的量化的标准进行优化设计，因此需要用到概念设计。但是在设计过程中，要求工作人员必须会合理且灵活运用建筑结构设计的优化方法。例如，在进行抗震设计时，可以根据房屋建筑的实际情况，选择合理的抗震方法进行设计，方法不同，但是达到了相同的优化目的。2.4结构设计中注重协调性设计。应用结构设计的优化方法，可以充分体现在协调方面。将建筑与整个平面之间的关系应得到有效的加强，可以在结构设计中加以保护，以及结构设计的外观也应体现。在设计过程中，墙、柱的结构布置，建筑平面功能需要得到有效保证，建筑空间和深度，充分保证房子的整体结构来反映系统的简单性，在各部门的高度可以充分的保护。2.5对计算结果进行分析，确定最优设计方案。作为优化结构设计中比较重要的部分，结果分析的意义不言而喻。在此过程中，要将计算数据结果进行详细的分析，然后以数据中得到的信息为依据，制定优化设计方案。另外，在优化设计的过程中需要多方面考虑，尤其是各种阻碍因素，要对其进行控制，使得建筑结构优化设计能够顺利完成。此外，由于在施工建设过程中，涉及的人力、物理、财力较多，因此结构优化的主要目的就是合理降低上述指标，从而保证建筑指标不会受到影响。因此，在建筑结构设计中必须注意：①找到建筑技术和经济之间的平衡点，降低二者矛盾，使用高新技术，降低费用成本；②充分理解技术所带来的经济价值，充分意识到技术的进步和发展有利于降低经济损耗，因此这就要求必须加强技术发展。
3建筑结构设计优化的现实意义
3.1有利于降低工程总成本。现阶段，高层建筑不断增加，与普通多层建筑比较，主要的区别就是占据的土地面积比较小，占据的空间面积比较大，减少用地费用。但是建筑物的高度的增加，层数的增多，就容易造成楼与楼之间的不协调问题，占地节约量和建筑的层数不成比例。因此，不可以单纯的追求建筑的高度而忽视土地节约量，要将占地面积、造价进行统一协调。另外，高层建筑并不会因为层数的增多增加楼顶，这就明显的降低了成本，只是会增加楼层的基础造价。3.2有利于加强建筑物的整体经济性能。随着层数的不断增加，建筑物必会影响整体框架梁与柱的承载能力，使之承载力增加，这就造成墙体的面积和梁柱的体积的增加，增加结构自重，电线、水管等管道等房屋配置会有所延长。相对来说，普通的多层建筑物能够节省建材但不会影响抗震性能。此外，建筑物高度的不同势必会影响墙面的范围，这时候一般会选择圆形建筑或者是接近方形的建筑，这样外墙的周长系数就会相对减少，而且内外装修面积也会随之减少，而且以上形状有利于其受力的提高，在保证安全稳定的基础上增加了建筑的整体经济效益。
4结束语
综上所述，参考实际情况，从多个方面，研究对房屋结构设计中的建筑结构设计优化方法的应用，利用结构理念和方法的不断优化，有效的提高建筑整体的结构设计质量。希望本次的相关研究，可以对房屋建筑结构设计优化起到一定指导作用。
作者:胡必伟 单位:伊犁鼎轩建筑设计院有限公司
参考文献：
[1]丁可.建筑结构设计中概念设计与结构措施的应用探析[J].工程技术研究,2016,(6):129.
【关键词】建筑结构;设计;优化设计;方法
1、建筑结构优化设计的基本理论
结构设计优化方法的理论是指在从事结构的设计师时，除了考虑设计对象的基本使用功能及安全可靠性，还应该把它的设计对象设计得尽可能的完美。这就是我们所说的结构设计的最优化问题。用科学的语言表述出来就是，利用确定的数学方法，在所有可能的设计方案的集合中，找到能够满足预定目标的最满意的答案。建筑结构的优化设计体现在建设工程的各个阶段，包括决策阶段、设计阶段、建设阶段。在决策阶段，我们要确定建筑结构优化设计所要达到的整体目标，满足其本体功能，最大程度的保障安全性，降低投资成本;在设计阶段，我们要确定每个字系统的优化方案;在建设阶段，应以结构的设计优化为基本原则，组建好没一个子系统，从而实现整体结构的优化布局。在决策阶段的优化选择是关键，设计阶段的优化设计是核心，建设阶段的结构优化建设是基础，只有三个阶段紧密配合，才能实现建筑结构优化设计的总体目标。
2、建筑设计优化的意义
2.1通过结构优化设计来降低总造价
进行结构优化设计过程中，我们知道多层住宅和高层住宅相比较，层数越其总建筑面积就越大，单位建筑面积占用的土地面积就越小，节约了用地资源。但与此同时，随着建筑层数的增多，建筑总高度也会增加，楼间距就得加大，这是占用的土地节约量就与建筑曾数的增加比例不相同了。此外，一栋楼不管有多少层只有一个屋盖，它的成本下降会比较的明显。就基础部分而言，虽然也只是各层公用的，当层数增加时会加大基础部分的负荷量，为此要加大基础部分的建设，这样造价虽有降低，但并不如屋盖的效果那样明显。
2.2通过建筑结构优化来提高建筑结构的经济性
随着建筑层数的增加，墙体的面积和主体的体积会随之增加，结构的自重也会增加，基础合住的承受力相应也会增加，水卫和电器管线会增长;相反降低层高，可以节省材料，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会减少，间接的节约了用地，建筑面积相同的情况下，如果选用不同的楼形时，它的外墙的周长会减少。基于此，当选用越接近圆形或方形的的平面形状时，外墙周长的系数就会越小，基础，外墙砌体以及内外表面的装修都会随之减少，同时，受利性能也能得到加强，增加了建筑的经济性能。
3、建筑结构设计中优化设计的技术方法
把结构优化设计应用于项目的建筑的前期设计、整体设计、抗震设计以及旧房改造等设计的各分部环节，从而创造较大的社会效益和经济效益。因此，在按照结构设计优化的方法和结构优化技术模型进行实践应用的过程中，要注意以下几个方面：
3.1要注意前期参与
在进行设计过程中，前期方案的确定在很大程度上决定着建筑的总投资。如果在进行前期方案结构设计过程存在的普遍问题没有得到及时的处理和解决，就会在一定程度上影响建筑师设计的合理性、可行性以及科学性。在实际中，建筑布局的不规则性往往会给结构设计造成不同程度的影响，这不仅会增大结构设计的难度，同时还有可能会增加建筑设计的总投资。在方案的初期就要采用科学的结构优化设计，配合建筑功能对明显不合理的方案予以否决。同时，可以确定一些结构设计基本参数，不需要等到施工图阶段再研究。参数包括：建筑物所在地、风雪荷载取值、层数、抗震设防烈度和抗震等级、有无不良地质、砖墙材料、当地能施工的最高混凝土强度等级等。
3.2概念设计与细部结构设计优化
概念设计就是工程抗震问题不完全依赖“计算设计”解决，而立足于工程抗震基本理论及长期工程抗震经验总结。在进行概念设计过程中，应把握好能量输入、房屋体形、结构体系、刚度分配、构件延性等几个主要方面。
体现概念设计需要从以下几个方面入手：第一，选择工程场址时，应该进行详细勘察，搞清地形、地质情况，挑选对建筑抗震有利的地段，尽可能避开对建筑抗震不利的地段，不得选择抗震危险地段。第二建筑的动力性能基本上取决于它的建筑布局和结构布置。建筑布局简单合理，结构布置符合抗震原则，就能从根本上保证建筑具有良好的耐震性能。第三，在建筑的方案设计阶段，研究建筑形式的同时，需要考虑选用哪一种结构材料，以及采用什么样的结构体系。因为不同的结构体系，其抗震性能、使用效果和经济指标亦不同。在选择结构体系的同时，也要考虑建筑物刚度与场地条件的关系，这样才能选择更为合理的基础形式，从体系上完成优化设计。第四，合理选择多道抗震防线。一个抗震结构体系，应由若干个延性较好的分体系组成，并由延性较好的结构构件连接起来协同工作。在体系内外部设置较多的赘余度，有意识地建立起一系列分布的屈服区，以使结构能够吸收和耗散大量的地震能量。第五，建筑刚度、承载力和延性需要合理协调。结构刚度越大，可以减小结构侧移，减轻地震灾害的损失。但结构刚度大，要求结构具有与较大地震反应对应的较高水平力，同时，提高结构的抗侧移刚度，往往是以提供工程造价及降低结构延性指标为代价的。因此，在确定建筑结构体系时，需要在结构刚度、承载力及延性之间寻求一种较好的匹配关系。第六，处理好结构体系中的非结构部件。比如说高层建筑应尽可能地选择轻质填充材料，不仅是为了减轻整个建筑的重量，还是为了减轻填充墙体对整个结构体系的影响。因此需要妥善处理那些非结构部件，以提高建筑的抗震可靠度。
在设计过程中，还要注意对建筑结构细部进行优化。如现浇板结构中的异形板拐角处，这是应力比较集中位置，需要进行加强处理;如果不引起重视，此处就会很容易出现裂缝。“艹”字形、“井”字形等外伸长度较大的建筑，当中央部分楼板有较大削弱时，应加强楼板以及连接部位墙体的构造措施，必要时可在外伸段凹槽处设置连接梁或连接板。楼板开大洞的情况越来越多，楼板开洞削弱后，根据建筑布局情况，可以采取加厚洞口附近楼板，提高楼板的配筋率，采用双层双向配筋;也可以在洞口边缘设置边梁、暗梁;还可以在楼板洞口角部集中配置斜向钢筋。还要注意选择适当的钢筋，根据当地的建筑材料供应情况，做到就地取材。同时在做设计时，外立面上的悬挑板配筋，既要做到安全要求，又要满足施工要求，实现较好的效果。
4、结语
总之，不断优化建筑结构设计，不仅可以有效提高建筑的功能性、安全性、稳定性，还可以充分的满足人们的审美要求。所以，我们作为新时展下的建筑结构设计工作人员，在设计工作开展过程中不断创新设计理念、创新设计方法、设计技术，实现建筑结构的优化设计。
参考文献：
Wang Lei
（Chongqing Power Company PSB Control Center in Downtown，Chongqing 400015，China）
摘要：基于电力系统调度结构优化是电力系统分析的一个重要组成结构优化课题.提出基于高斯扰动和免疫系统理论的自适应差分进化算法和免疫系统理论的自适应差分进化算法。
Abstract: Scheduling structure optimization based on power system is one of the important optimization issues of power system analysis. The adaptive differential evolution algorithm based on gauss disturbance and immune system theory and adaptive differential evolution algorithm of immune system theory are given.
关键词：差分进化算法 结构优化算法 电力系统调度
Key words: differential evolution algorithm；structural optimization algorithm；power dispatch system
中图分类号：TM7 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）26-0045-01
1基于差分进化算法在动态环境经济电力系统调度结构优化应用研究
1.1 基于电力系统调度结构优化模型分析基于电力系统经济调度火力发电机i燃料消耗量可以表示为：
f■■（p■）=a■+b■?鄢p■+c■?鄢p■■+e■?鄢sinf■p■■-p■（1）
其中，ai，bi，ci，ei，fi是火力发电机i的经济调度参数；p■■是火力发电机i最小的有功输出功率；p■表示火力发电机i在时刻t有功输出功率。对于给定的一个电力系统,其经济调度可以表示为一段时间T内所有处于工作状态的Ns个火力发电机总燃料消耗量最小化。可表示为：F=min■■f■■（p■）（2）
其中：F为总的燃料消耗量，T表示为基于特定调度问题的时间跨度，Ns从为特定调度问题处于运行状态的火力发电机的数量，f■■（p■）表示火力发电机i在时刻t的燃料消耗量。
1.2 基于电力系统最小化污染物排放调度方法研究基于电力部门不仅要保证采用尽可能少的燃料消耗量来提供充足和安全的电力保障，确保尽可能减少环境污染。每个火力发电机的污染物排放量可以是一个RBF函数和一个指数函数组如公式（3）所示。
e■■（p■）=a■+?茁■?鄢p■+?酌■?鄢p■■+?浊■?鄢exp（?啄■?鄢p■）（3）
其中，ai，?茁i，?酌i，?浊i，?啄i为火力发电机i污染物质排放量因子，e■■（p■）表示火力发电机i在时刻t的污染物质排放量。基于运算动态电力系统，其环境调度问题可以满足一系列约束条件的前提下同时运行的Ns火力发电机在时间跨度T内总的污染物排放量达到最小，如公式（4）所示E=min■■e■■（p■）（4）
其中：E为总的污染物排放量，T表示为基于特定调度问题的时间跨度，Ns为基于特定调度问题处于运行状态的火力发电机的数量，e■■（p■）表示火力发电机，在时刻t的污染物排放量。
2基于电力系统结构预测优化问题方法研究
2.1 基于双目标结构优化问题转换单目标结构优化问题分析基于动态环境经济电力系统的调度问题是一个双目标结构优化问题，它需要同时进行电力系统的经济调度和环境调度。基于多目标结构优化算法来运算双目标结构优化问题，但是那些算法都是基于低维的多目标结构优化问题提出的。基于高维的多目标结构优化问题那些算法不但效率低，而且往往得不到满意的运算方案。短期水火电力系统的调度不但是高维双目标结构优化问题，而且有多个约束条件需要运算。
2.2 基于差分进化算法求解电力系统调度结构优化问题研究基于动态电力系统调度结构优化这样高维结构优化问题，采用启发式策略对差分进化算法得到的运算方案进行修正，能够极大的提高群体的多样性，采样拓展搜索空间数据，并对问题的求解精度有着较大的互影响，因而能够得到更优的调度运算方案。基于动态环境经济调度问题是双目标结构优化问题，虽然很多学者提出很多双目标结构优化算法，但是对于高维的双目标结构优化问题那些算法不但效率低，而且往往得不到满意的运算方案。
3基于多目标差分进化算法在电力系统调度结构优化中的应用
3.1 基于水火电力系统的经济调度系统分析基于经济负载调度是在一般情况下，经典的经济负载调度就是在满足各种操作约束的条件下使系统中的火力发电机总的燃料消耗达到最小。一般都是采用软计算的方法来运算经济负载调度问题。某一火力发电机i在时刻t的燃料消耗量可以用一元二次方程来表示，如公式（5）所示：
f■（p■）=a■+b■?鄢p■+c■?鄢p■■（5）
其中，asi，bsi，csi为火力发电机i的燃料消耗因子，psit为电力发电i在时刻t的有功输出功率。
基于火力发电机工作原理出发，为了更高精确的描述火力发电机燃料消耗数据，采用上面的公式进一步的优化模型算法。在计算火力发电机的燃料消耗量的过程中，火力发电机的隐含阀点效应自适应滤波运算。因此运用火力发电机的燃料消耗量的修正公式如公式（1）所示。对于一个给定的水火电调度系统，其经济调度问题可以满足一系列约束条件的前提下使同时运行的从Ns个火力发电机在时间跨度T内总的燃料消耗量达到最小及其总的燃料消耗量的计算公式如公式（2）所示。
3.2 基于水火电系统的环境调度应用分析基于电力系统环境调度是将火力发电站作为市场经济的可持续发展提供源源不断的电能，但它同样也带来严重的环境污染问题。基于全国人民都关注和支持环境的保护，因此各省市自治区电力部门在保障提供充足和安全电能的前提下不仅要保证采用尽可能少的燃料消耗量而且还要保证尽可能减少环境污染[2]。在运行水火电力系统调度中，只是要求在整个系统运算的过程中使用最少的燃料来提供尽可能多的电能，并没有考虑环境污染的问题。而在该水火混合电力系统中，每个火力发电机的污染物排放量可以由一个RBF函数和一个指数函数组成如公式（3）所示。对于一个给定的水火电调度系统，其环境调度问题可以被描述为一系列约束条件的前提下同时运行的Ns个火力发电机在时间跨度T内总的污染物排放量达到最小，其总的污染物排放量如公式（4）所示。
4结束语
基于动态环境经济调度中复杂结构优化运算，提出基于差分进化算法和该启发式搜索策略的动态环境经济调度算法。实验结果证实，该计算算法能够处理电力系统调度结构优化中的问题和故障。
参考文献：
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.
关键词：采油指数 流压
【分类号】：TE357.6
1问题的提出
油田已进入特高含水期，无效循环严重，开发经济效果变差，能耗不断增加，使成本上升。针对北西块水驱自2010年起经历北西块一区 “二三结合”推广区加密，老注水井封堵后，采油指数递减幅度变大的问题，为了控制产量递减速度，对区块进行了整体加水，截止到2011年底，区块地层压力为11.34MPa，总压差为0.7MPa，高压井比例达到41.3%，同时部分井含水上升加快，为了保持区块高效开发，研究了理论上合理的地层压力、注采比、注水量、产液量、流压，来指导各注采参数的调整，在均衡压力系统同时，需加大注采结构调整力度，改善区块开发效果。
2理论注采参数确定
2.1注采能力与生产压差关系
为了确定区块合理年注水量与注入压差关系（油压与地层压力差值），绘制了历年年注水量与注入压差关系图，运用达西定律，在一定压差范围内，注入水在油层中的渗流遵循达西定律，因而注入量与压差成正比，在含水不变条件下（含水大于90%），吸水指数为常数，注水量随压差增大而增加。在一定压差范围内，同样渗流遵循达西定律，产液量与压差成正比（产液量已折算成地下体积）。
2.2压力系统与稳产关系
根据注采能力与压差关系，应用统计法，绘制了压力系统与注采量的关系图版， 2012年北西块水驱（不包括“二三结合”区产量）产量为43.1×104t，2011年年均含水为95.51%，按北西块年均含水上升值为0.1～0.15个百分点计算，2012年年产液量为970～977×104t（地下体积），在达到稳产的前提下（机采参数不变），在最大流压为6MPa时，地层压力应满足11.23MPa，在最小流压时，地层压力为10.87MPa（大于饱和压力），统计2011年下半年油井静压值在10.87～11.23MPa之间，总压差范围在-0.2～0.4MPa之间。
2.3注采比与总压差关系
从拟合总压差与注采的关系图可以看出，当注采比变大时，总压差是在增大的，根据压力系统与稳产关系，确定总压差的范围时，注采比为1.24～1.28之间。
2.4注采比与流压关系
从拟合的注采比与流压的关系图版上看，当注采比变大时，流压在增大，在确定注采比的情况下，流压范围应保持在5.3～5.5MPa之间。
3合理注采参数调整方法研究
3.1理论注采参数与实际差异
⑴理论日产液量为26700t，按输差为0.86计算，井口平均日产液为31000t，2011年12月份日产液为30514t，需要增加产液量。
⑵理论注采比为1.24～1.28，注水理论日注水量为39000～41000m3，2011年年注采比为1.3，2011年12月份日注水量为41294 m3，理论与实际注水量比较接近。
⑶按照理论流压为5.3～5.5MPa之间，2011年12月份，油井平均流压为5.9MPa，比理论值大。
⑷保持稳产的地层压力在10.87～11.23MPa之间，统计2011年下半年油井静压为11.34MPa，总压差为0.7MPa，地层压力偏高。
3.2制定调整的原则
宏观上，在保持注水量基本不变的前提下，以提高产液量降低注采比为主，微观上，主要注重井组平面上的调整，提高合理井比例为主。主要原则如下：
一是针对产液量低、流压低的井注水井加水调整，提高产液能力
二是针对产液量高、流压高的井进行相应注水井细分，控制高含水部位注水量，对差层进行加水，降低流压；
三是针对产液量高、流压高的井，不能进行注水井调整，进行层间调换堵层，或者进行调参；
四是针对有潜力的低产、低效井可以进行压裂、补孔等措施，提高产液能力；
五是针对高、低压井组进行注水井调整，优化注采比，提高合理井比例。
3.3调整的主要做法
1）应用细分注水。细分注水分为层内细分注水和层段细分注水，层内细分注水是利用厚油层内稳定发育的结构界面，对渗透率高、长期吸水好的部位进行封堵，控制厚油层内的无效注水。层段细分注水是通过分析井组砂体纵向发育与平面注采关系，对层段内吸水倍数较高的小层，进行单卡，实施控注或停注，控制高渗透层的无效注水。
2）应用周期注水。周期注水主要是实现层间、井间交替注水，通过压力场变化改变剩余油饱和度，提高采收率的同时也控制无效注采循环。对于夹层发育不稳定、动用程度差异大的厚油层，实施周期注水，激动改变层内压力场，提高厚油层的注水利用率，扩大注水波及体积的同时，有效地控制无效注水。
3）应用浅调剖。浅调剖主要是利用暂堵剂在油层中堵住高渗透部位，提高低渗透部位动用程度，控制了高渗透部位无效注采。主要针对两种类型的井，一是层段内高渗透主要吸水层与低渗透差油层之间夹层小，封隔器卡不开的井实施浅调剖；二是小层多、高吸水小层与不吸水小层交叉分布，若对高吸水层实施细分，造成注水井段多，工艺和测试难度加大的井实施浅调剖。
4）应用井组平面调整。在分析井组结构单元动用状况、注采状况、油水井受效方向的基础上，结合数值模拟研究成果，对高含水方向进行减水，控制平面上各方向的无效注水。
5）应用堵水技术。堵水分为层内堵水与层间堵水，层内堵水是利用厚油层内结构界面的遮挡作用，采用长胶筒封隔器封堵炮眼实现层内细分堵水，控制高含水部位的无效产液，提高层内低含水部位的产液能力。层间堵水主要采取两种做法：一是优化层间堵水：对高渗透、高水淹的砂体进行层间细化堵水，控制无效循环。二是调换层段堵水：对堵水时间长，目前部分接替层也成为高含水无效生产层，需调整堵层重新堵水。
3.4区块效果
截止2012年12月，实施油水井调整127口井，比计划多产油2400t，2012年12月份，日产液为31285t，流压为5.6MPa，统计2012下半年油井静压值为11.19MPa，总压差为0.3MPa，都比较接近理论水平。
4经济效益评价
投入资金：细分每口井按3万元，堵水每口井按4万元，堵水每口井按10万元，酸化每口井按5万元计算，共投入635万元。
产出效益：油价每吨2500元，每立方米注水费4.7元，吨液处理费1.42元，电价每度0.59元，共收入 1708万元。
投入产出比为1：2.68
5结伦
⑴封堵前后，注采参数发生变化，通过确定理论的注采参数，为2012年综合调整提供了参考依据；有效的指导了2012年的调整工作；
⑵以调整原则为指导，通过精细调整，2012年产液量、流压都比较合理，并有效的控制了无效循环；
⑶通过精细调整，有效的均衡了压力系统，提高了合理井比例；通过细分注水，控制了部分井组无效循环部分，控制了井组含水上升速度。
参考文献
[1]刘学峰、赵玉欣等.油田开发中后期合理注采比确定方法.河南石油，2000年第2期.
关键词：建筑结构设计；优化方法；应用
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。
参考文献
【关键词】建筑结构；设计优化；房屋结构；应用
随着近年来社会的迅速发展，土地制度也在不断健全与完善，伴随着土地资源需求量的增多，为缓解土地资源紧张的局势，其土地价格也在迅速上涨。此种资源背景不仅给房产开发工作带来了一定的压力，同样也在一定程度上影响了建筑成本的控制。当前，人们对房屋建筑设计的要求也越来越高，建筑产品的质量成为了大多数社会群体广泛关注的问题。房屋结构设计的主要设计理念是在保障房屋实用性、安全性、经济、美观的前提下，来达到空间的最优配置，实现资源的最佳利用。以下主要介绍建筑结构优化设计的方法及其在房屋结构设计中的应用。
1建筑结构设计优化在房屋结构设计中的具体应用方法
一个集功能与审美一体化的成功建筑必须是将结构设计与外观设计相结合的产物。其中建筑结构设计则是设计工作中的重中之重，建筑结构优化设计主要包括房屋的基础结构的优化设计、房屋顶盖系统的优化系统、房屋周围护栏方面的方案优化设计及其他结构细节部分的优化设计。在对房屋结构进行优化设计时，首先需要从房屋建筑的实际情况出发，从整体效应方面去考虑，在确保设计满足功能性要求后，对平面布置的规模进行设置，将建筑质量中心与其刚度之间的差距缩小，均衡力度的承载方向。以下主要简单地介绍建筑结构设计优化的模型及其具体的优化计算方案。
1.1设计模型
建筑结构优化设计的模型建设主要是将影响结构最优设计的具体参数发掘出来，并将相关变量的参数提炼出来，建立出初步设计的函数模型。并将其通过合理性的计算方案，规划出最佳的设计方案。建筑结构优化设计的模型建立第一步，首先需要选择选择影响整体设计的主要因素作为设计变量，将影响并不大的变量作为预定参数，从整体上减少设计程序的工作冗余。其次，将预定参数中建筑切面的尺寸及涉及到其截面积的相关数据函数表示出来，以控制总费用成本为目的。
1.2优化计算方案
建筑结构优化方法主要是一种根植于可靠度的房屋结构设计方案。其中变量较多，各类数据比较复杂。一般而言，在规划计算方案时常习惯将限制性的问题转化为无限定性的问题。在房屋结构设计中的优化计算方案一般可以采取拉氏乘子法、Powell算法等。
2建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的实际应用
将建筑结构优化设计方法应用于房屋结构设计中，不仅能够降低工程投入成本，同样可以做到使房屋结构设计达到最优配置，体现巨大的经济效益与社会效应。通常来说，建筑结构设计优化方法一般应用于房屋结构设计的前期设计环节、结构内部抗震设计、旧房屋的整体改造等方面。
2.1前期设计环节
房屋结构的前期设计环节是影响房屋经济性设计的重要方面，它会对项目的总投资资金造成影响。当前，在房屋设计方面存在的普遍的问题便是在前期环节并没有将建筑结构优化设计的方法应用其中，在设计前期并没有考虑到结构设计的科学性与合理性，甚至部分情况下，会对房屋结构设计造成负面影响。因此，必须在前期设计环节将建筑结构优化设计方法应用其中，选择较为合理、可行的结构形式，策划合理的设计方案，在设计初始时期保障设计的合理性，为整体设计创造较好的开端。
2.2抗震概念设计
在房屋结构设计中，建筑结构设计优化方法主要应用于无具体数据参数指标的抗震设计情况。将抗震设防烈度作为设计案例，正是由于其发生具有较大的不确定性，实际计算情况通常会与预定设计情况产生差异，因此需要采取结构优化设计中的概念设计方案。将以往的数据作为辅助考察依据，在具体设计过程中，将建筑结构优化设计方法灵活运用于设计中，以期达到最佳设计值。另外，在保障宏观设计满足要求的同时还需要注重结构细节的设计。将房屋结构设计细节中现浇板的选用作为具体设计要求，若其异形板在拐角末端较易产生断裂情况，设计时则需要考虑钢筋选择的范围，在投入成本相当的情况下，选用极限拉力较强、能够满足塑性要求的钢筋材料。若现行规划的现浇板所选用的材质是在受力方面有较强功能的，此时为保障塑性要求，则可选择冷轧带肋式的钢筋材料。保障在内部结构设计时，现浇板外部里面的配置钢筋材料能够满足结构优化的具体条件，不仅能够为建筑安全设计提供保障，同样也可以达到经济性控制的目的。
2.3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。
2.4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。
结束语
总之，将建筑结构优化方法应用于房屋结构设计中，主要是为了达到降低工程总造价、提高建筑结构的经济性的目的。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、概念设计、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。
参考文献
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[2]孙有果.结构设计优化技术在房屋结构设计中的具体应用探讨[J].科技致富导向，2011（08）.
[3]曲浩.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].科技与企业，2013（04）.
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