【摘要】建设房屋首先要保障其安全性，
房屋经济性能强、适用范围广、建设方便、
外观精美等多种要求已经成为群众的购房
基本标准，为了在竞争愈加激烈的建筑市
场中取得优势，建设单位对房屋结构的设
计便显得尤为重要。本文首先分析了建筑
结构优化的重要性，对房屋结构设计优化
方法的应用进行探讨，最终得出建筑结构
设计优化的一般步骤。
【关键词】房屋 ；建筑 ；结构设计 ；优
化分析
1. 前言
建筑物性能指标有很多，安全性是其
基本要求。但一栋建筑物是否容易被消费
者接受、购买，仅安全性能优越无法满足
群众需要，其结构是否完整、外形是否美观、
实用性能好坏都已经影响到房屋的居住舒
适度、整体功能的发挥。房屋结构的建设
成本是整个住房建设工程中资金投入主要
部分，进行结构设计优化，可以直接降低
工程项目资金投入，同时也保证住房的质
量和其外形的美观。优秀的房屋结构设计
方案不仅能降低建筑成本，也可以方便施
工人员进行具体操作，同时充分利用建筑
物周边资源，提高建筑物实用性能、经济
性能和质量标准。
2. 建筑结构设计优化的重要性
2.1 建筑结构设计优化方法的概念
建筑结构优化是为了在满足房屋建筑
基本功能要求下，提高房屋的居住舒适度，
在满足房屋质量安全的条件下，使房屋更
美观，减少建筑成本。这种设计优化方法
一般是将空间资源、设备资源、经济资源
和材料资源进行合理配置，使得整体效益
最大化，最大优势在于它比传统设计可以
大幅节省工程造价。进行建筑结构设计优
化时，要一切从实际出发，尽量减小质量
中心和刚度中心的差异，确保建筑承受水
平负荷时扭转程度很小，同时建筑平面结
构要采取对称规则方式，在垂直负荷作用
下承重构件可以上下贯通。
2.2 建筑结构设计优化方法的意义
进行建筑结构优化设计，不仅可以实
现建筑物的使用价值、经济价值和美学价
值，还可以降低建筑成本、保护建筑物周
边生态环境。进行结构设计优化，首先保
障了结构功能性的完整，对不同种类的房
屋，根据其具体需求，在结构造型、受力
性能、结构材料等各方面进行最优配置，
如选择圆形结构进行平面设计可以提高结
构最大承受力 ；其次结构优化设计可以大
幅节约造价，建筑企业提高经济效益的有
效手段之一便是节约造价成本，现代房屋
建筑大多是多层建筑、高层建筑，层数越多，
建筑面积越多，建筑结构要承受的力也越
大，承重墙、梁和柱的质量品级、抗震性
能等性能指标要求也更高，原材料成本就
会提高，合理的结构设计可以使用更少原
材料来达到各质量性能指标，实现结构的
经济安全。
3. 房屋结构设计优化方法应用
3.1 整体优化和局部优化
建筑设计项目的层次性比较明显，一
般包括设计体系、结构体系和安装体系等，
每个体系中包含很多分支体系，在进行房
屋结构设计时要对不同分支进行优化，层
层递进，最终完成整个工程设计。建筑设
计项目一般比较复杂，并且建设环节较多，
关联性大，进行分阶段优化可以让每个环
节的效率提高，在材料选取、零部件选择、
结构类型选择方面效率更高。局部优化、
整体优化会使得项目整体效益更大，给建
筑设计企业带来更大经济效益。
3.2 桩基和上部结构优化
桩基主要有灌注桩和预制桩两种类型，
灌注桩施工时较为复杂，工期长，质量难
把控，而预制桩在制造时就满足相应的质
量标准，具有量化的韧度和强度，当建设
项目工程质量要求可以由预制桩满足时，
一般选用预制桩。住房建筑上部结构中剪
力墙的分别对房屋质量好坏有着较大影响，
一般将剪力墙对称放置，将对称楼层平面
中心和同楼层结构重心重叠到一起，在地
震等极端情况下，可以更有效的支撑房屋，
提高房屋不完全倒塌的概率。
3.3 建筑给排水系统优化
给排水系统是房屋结构中重要组成部
分之一，每栋建筑物都会有一个专业的给
排水专用房间，该房间内往往会有很多机
械设备，负荷量较大，如果将水泵安置在
地下室内，不仅可以节约建筑空间，还可
以减少水泵压力。给排水房间内一般有较
多管道，管道穿墙部分要进行加固，防止
长久使用后晃动，同时避免管道贯穿承重
墙，加强结构布设与管网体系的协调性。
3.4 建筑电气系统优化
电气设施在当今社会已无法缺少，房
屋在结构设计时必须考虑电气导线穿插安
放路线、插座位置分布等，在设计时要考
虑到如果管线需要贯穿建筑梁，在建筑梁
制造时要预留出孔洞，并保证梁宽与墙体
厚度相同，如果无法达到相同要求，要保
证墙体的一侧平面与梁侧平面平齐，即保
证导线在墙体内。高层房屋建筑中几乎都
包含电梯房间，空洞很多，预埋构件较多，
在设计时要单独计算强度要求，保障建筑
的安全性。
4. 建筑结构优化设计一般步骤
4.1 建立建筑结构模型
建筑结构优化设计首先要建立最符合
现实情况的模型，建模过程一般分为三个
阶段 ：
（1）变量的选择。变量一般选择会对
最终设计方案选择起决定作用的那些数值，
如 ：工程的目标参数，包括房屋价格参数
和预期损失参数 ；工程的控制与约束参数，
包括房屋价格可靠性能参数等等。如果选
用变化幅度小，考虑因素少的参数作为参
考指标，在建筑结构设计、编程计算时工
作量会大幅减少，模型处理难度会大幅降
低。
（2）函数的确定。挑选多组相似函数
中房屋横截面尺寸和钢筋尺寸面积最符合
的一组，使用这组函数进行分析，最大程
度减少房屋建造成本。
（3）约束条件的判定。约束条件一般
包括房屋大小、架构稳定性及刚性、横梁
受力限度和变形限度、墙体裂痕限度、单
元组件规格、架构体系规格、结构可塑程
度等等。在设计时，设计者要根据具体情况，
对实际中的约束性条件进行分析，确保各
项条件满足相关规定，来达到设计结果的
最优化。
4.2 选择计算方法
在房屋结构设计过程中计算很多，优
化设计过程就是进行复杂变量和多种设计
条件的计算过程。对于整个建筑项目中所
有的数据进行计算，要注意附加条件的约
束，对计算出的不符合规范或实际情况的
结果进行舍弃。选择最简便的计算方法，
获得精确的结果，节省时间和精力。
4.3 选择最优程序
当模型和计算方法都确定后，设计人
员要选择最优的程序，即功能完整、用途
齐全、运转高效的程序，一般由若干可以
实现某特定功能的小程序组成，在结构设
计上发挥着重要作用。
4.4 分析统计结论
进行各种数据统计汇总之后，设计者
要对采集到的数据进行分析，寻找不同设
计方案之间的区别和各自的特色、优点，
通过全方面综合衡量，选择出最佳方案作
为施工方案。在选择最终施工方案时，设
计人员要全面考虑，不能忽视细节方面的
问题，确保建造好的房屋无论在质量安全
方面、还是在美观舒适方面都达到最优的
效果。
5. 总结
房屋结构设计中的建筑结构设计优化
是一项复杂程度高，对建筑项目整体效益
有着巨大影响的建设前期工程。它要实现
房屋的安全、耐用、实惠、美观、舒适，
一般是在各种设计方案中进行挑选并进行
适当改进，符合当前建筑项目实际情况，
使得各种资源充分利用，最终实现房屋的
各种价值。设计人员在进行房屋结构设计
时首先要遵守设计的基本规则，也要采用
新型技术，为建筑企业节约更多成本，提
高房屋建筑项目的经济效益。
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（下旬刊），
2013，4（25）
[2] 龚强 . 房屋结构设计中的建筑结构
设计优化 [J]. 江西建材，2014，7（15）
[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（下旬
刊），2013，3（25）
[4] 周汉杰 . 建筑结构优化方法在房屋
结构设计中的应用[J].中华民居（下旬刊），
2014，1（25）
[5] 刘沂川 . 关于建筑结构设计优化法
在房屋结构设计中的应用探究 [J]. 科技创
新与应用，2014，5（8）
房屋经济性能强、适用范围广、建设方便、
外观精美等多种要求已经成为群众的购房
基本标准，为了在竞争愈加激烈的建筑市
场中取得优势，建设单位对房屋结构的设
计便显得尤为重要。本文首先分析了建筑
结构优化的重要性，对房屋结构设计优化
方法的应用进行探讨，最终得出建筑结构
设计优化的一般步骤。
【关键词】房屋 ；建筑 ；结构设计 ；优
化分析
1. 前言
建筑物性能指标有很多，安全性是其
基本要求。但一栋建筑物是否容易被消费
者接受、购买，仅安全性能优越无法满足
群众需要，其结构是否完整、外形是否美观、
实用性能好坏都已经影响到房屋的居住舒
适度、整体功能的发挥。房屋结构的建设
成本是整个住房建设工程中资金投入主要
部分，进行结构设计优化，可以直接降低
工程项目资金投入，同时也保证住房的质
量和其外形的美观。优秀的房屋结构设计
方案不仅能降低建筑成本，也可以方便施
工人员进行具体操作，同时充分利用建筑
物周边资源，提高建筑物实用性能、经济
性能和质量标准。
2. 建筑结构设计优化的重要性
2.1 建筑结构设计优化方法的概念
建筑结构优化是为了在满足房屋建筑
基本功能要求下，提高房屋的居住舒适度，
在满足房屋质量安全的条件下，使房屋更
美观，减少建筑成本。这种设计优化方法
一般是将空间资源、设备资源、经济资源
和材料资源进行合理配置，使得整体效益
最大化，最大优势在于它比传统设计可以
大幅节省工程造价。进行建筑结构设计优
化时，要一切从实际出发，尽量减小质量
中心和刚度中心的差异，确保建筑承受水
平负荷时扭转程度很小，同时建筑平面结
构要采取对称规则方式，在垂直负荷作用
下承重构件可以上下贯通。
2.2 建筑结构设计优化方法的意义
进行建筑结构优化设计，不仅可以实
现建筑物的使用价值、经济价值和美学价
值，还可以降低建筑成本、保护建筑物周
边生态环境。进行结构设计优化，首先保
障了结构功能性的完整，对不同种类的房
屋，根据其具体需求，在结构造型、受力
性能、结构材料等各方面进行最优配置，
如选择圆形结构进行平面设计可以提高结
构最大承受力 ；其次结构优化设计可以大
幅节约造价，建筑企业提高经济效益的有
效手段之一便是节约造价成本，现代房屋
建筑大多是多层建筑、高层建筑，层数越多，
建筑面积越多，建筑结构要承受的力也越
大，承重墙、梁和柱的质量品级、抗震性
能等性能指标要求也更高，原材料成本就
会提高，合理的结构设计可以使用更少原
材料来达到各质量性能指标，实现结构的
经济安全。
3. 房屋结构设计优化方法应用
3.1 整体优化和局部优化
建筑设计项目的层次性比较明显，一
般包括设计体系、结构体系和安装体系等，
每个体系中包含很多分支体系，在进行房
屋结构设计时要对不同分支进行优化，层
层递进，最终完成整个工程设计。建筑设
计项目一般比较复杂，并且建设环节较多，
关联性大，进行分阶段优化可以让每个环
节的效率提高，在材料选取、零部件选择、
结构类型选择方面效率更高。局部优化、
整体优化会使得项目整体效益更大，给建
筑设计企业带来更大经济效益。
3.2 桩基和上部结构优化
桩基主要有灌注桩和预制桩两种类型，
灌注桩施工时较为复杂，工期长，质量难
把控，而预制桩在制造时就满足相应的质
量标准，具有量化的韧度和强度，当建设
项目工程质量要求可以由预制桩满足时，
一般选用预制桩。住房建筑上部结构中剪
力墙的分别对房屋质量好坏有着较大影响，
一般将剪力墙对称放置，将对称楼层平面
中心和同楼层结构重心重叠到一起，在地
震等极端情况下，可以更有效的支撑房屋，
提高房屋不完全倒塌的概率。
3.3 建筑给排水系统优化
给排水系统是房屋结构中重要组成部
分之一，每栋建筑物都会有一个专业的给
排水专用房间，该房间内往往会有很多机
械设备，负荷量较大，如果将水泵安置在
地下室内，不仅可以节约建筑空间，还可
以减少水泵压力。给排水房间内一般有较
多管道，管道穿墙部分要进行加固，防止
长久使用后晃动，同时避免管道贯穿承重
墙，加强结构布设与管网体系的协调性。
3.4 建筑电气系统优化
电气设施在当今社会已无法缺少，房
屋在结构设计时必须考虑电气导线穿插安
放路线、插座位置分布等，在设计时要考
虑到如果管线需要贯穿建筑梁，在建筑梁
制造时要预留出孔洞，并保证梁宽与墙体
厚度相同，如果无法达到相同要求，要保
证墙体的一侧平面与梁侧平面平齐，即保
证导线在墙体内。高层房屋建筑中几乎都
包含电梯房间，空洞很多，预埋构件较多，
在设计时要单独计算强度要求，保障建筑
的安全性。
4. 建筑结构优化设计一般步骤
4.1 建立建筑结构模型
建筑结构优化设计首先要建立最符合
现实情况的模型，建模过程一般分为三个
阶段 ：
（1）变量的选择。变量一般选择会对
最终设计方案选择起决定作用的那些数值，
如 ：工程的目标参数，包括房屋价格参数
和预期损失参数 ；工程的控制与约束参数，
包括房屋价格可靠性能参数等等。如果选
用变化幅度小，考虑因素少的参数作为参
考指标，在建筑结构设计、编程计算时工
作量会大幅减少，模型处理难度会大幅降
低。
（2）函数的确定。挑选多组相似函数
中房屋横截面尺寸和钢筋尺寸面积最符合
的一组，使用这组函数进行分析，最大程
度减少房屋建造成本。
（3）约束条件的判定。约束条件一般
包括房屋大小、架构稳定性及刚性、横梁
受力限度和变形限度、墙体裂痕限度、单
元组件规格、架构体系规格、结构可塑程
度等等。在设计时，设计者要根据具体情况，
对实际中的约束性条件进行分析，确保各
项条件满足相关规定，来达到设计结果的
最优化。
4.2 选择计算方法
在房屋结构设计过程中计算很多，优
化设计过程就是进行复杂变量和多种设计
条件的计算过程。对于整个建筑项目中所
有的数据进行计算，要注意附加条件的约
束，对计算出的不符合规范或实际情况的
结果进行舍弃。选择最简便的计算方法，
获得精确的结果，节省时间和精力。
4.3 选择最优程序
当模型和计算方法都确定后，设计人
员要选择最优的程序，即功能完整、用途
齐全、运转高效的程序，一般由若干可以
实现某特定功能的小程序组成，在结构设
计上发挥着重要作用。
4.4 分析统计结论
进行各种数据统计汇总之后，设计者
要对采集到的数据进行分析，寻找不同设
计方案之间的区别和各自的特色、优点，
通过全方面综合衡量，选择出最佳方案作
为施工方案。在选择最终施工方案时，设
计人员要全面考虑，不能忽视细节方面的
问题，确保建造好的房屋无论在质量安全
方面、还是在美观舒适方面都达到最优的
效果。
5. 总结
房屋结构设计中的建筑结构设计优化
是一项复杂程度高，对建筑项目整体效益
有着巨大影响的建设前期工程。它要实现
房屋的安全、耐用、实惠、美观、舒适，
一般是在各种设计方案中进行挑选并进行
适当改进，符合当前建筑项目实际情况，
使得各种资源充分利用，最终实现房屋的
各种价值。设计人员在进行房屋结构设计
时首先要遵守设计的基本规则，也要采用
新型技术，为建筑企业节约更多成本，提
高房屋建筑项目的经济效益。
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（下旬刊），
2013，4（25）
[2] 龚强 . 房屋结构设计中的建筑结构
设计优化 [J]. 江西建材，2014，7（15）
[3] 王也 . 建筑结构设计优化方法在房
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刊），2013，3（25）
[4] 周汉杰 . 建筑结构优化方法在房屋
结构设计中的应用[J].中华民居（下旬刊），
2014，1（25）
[5] 刘沂川 . 关于建筑结构设计优化法
在房屋结构设计中的应用探究 [J]. 科技创
新与应用，2014，5（8）
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