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第1篇：建筑專業優化設計范文

關鍵詞：建筑設計建筑工程優化設重要性

建筑設計，通常是指“建筑學”范圍內的工作。它所要解決的問題，包括建筑物內部各種使用功能和使用空間的合理安排，建筑物與周圍環境、與各種外部條件的協調配合，內部和外表的藝術效果，各個細部的構造方式，建筑與結構、建筑與各種設備等相關技術的綜合協調，以及如何以更少的材料、更少的勞動力、更少的投資、更少的時間來實現上述各種要求。其最終目的是使建筑物做到適用、經濟、堅固、美觀。 因此我們建筑師除了精通建筑學專業，做好本專業工作之外，還要善于綜合各種有關專業提出的要求，正確地解決設計與各技術工種之間的相互關系，發揮其建筑專業的作用。

1．建筑設計在工程建設中的地位和作用

1.1 建筑設計的前期――建筑方案設計直接影響投資。工程建設過程包括項目決策、項目設計和項目實施三大階段。在項目做出投資決策后，其關鍵就在于設計。有研究分析，設計費一般只相當于建設工程全壽命費用的1%以下，但正是這少于1%的費用對投資的影響卻高達70%以上。單項工程設計中，其建筑和結構方案的選擇及建筑材料的選用對投資又有較大影響，如建筑方案中的平面布置為內廊式還是外廊式、進深與開間的確定、立面形式的選擇、層高與層數的確定、基礎類型選用、結構形式選擇等都存在著技術經濟分析問題。據統計，在滿足同樣功能的條件下，技術經濟合理的設計，可降低工程造價10%左右，甚至可達20%左右。

1.2 建筑設計的技術設計――設計質量間接影響投資。據統計，在工程質量事故的眾多原因中，設計責任多數占40%以上，居第一位。不少建筑產品由于缺乏優化設計，而出現功能設置不合理，影響正常使用；有的設計圖紙質量差，專業設計之間相互矛盾，造成施工返工、停工等現象，有的甚至造成質量缺陷和安全隱患，給國家和人民帶來巨大損失，造成投資的極大浪費。這值得我們在今后的設計中深思。

1.3 建筑設計的優化設計――優化設計不僅影響項目建設的一次性投資，而且還影響使用階段的經常性費用，如暖通、照明的能源消耗、清潔、保養、維修費等，一次性投資與經常性費用有一定的反比關系，但通過優化設計可努力尋求這兩者的最佳結合，使項目建設的全壽命費用最低。 其實對于同一個建筑方案，結構方案往往不是唯一的，不同的結構方案會使工程造價和工程質量產生很大的差異。通過優化設計來降低工程造價是控制工程投資的一個有效途徑。所以通過精心設計所帶來的經濟效益也是十分可觀的。

2．建筑設計存在的問題

2.1主管部門監控力不夠

長期以來，主管部門對設計成果缺乏必要的考核與評價，有的僅靠圖紙會審來發現一些簡單問題，只有等出現了大的技術問題才來追究責任，而方案的經濟性則問及更少。逐漸形成了一種設計只對業主負責，設計質量由設計單位自行把關的觀念。

2.2優化設計的意識不強

目前，業主往往把投資的控制重心放在施工環節上，而對設計環節重視不夠。其原因：一是對設計對投資影響的重要性認識不夠，只看到搞施工招標，投標價要低于標底價、施工單位要讓利等，殊不知設計方案的優化會帶來更大的節約；二是無法很好地選擇設計單位，因為在設計前業主不知道誰能優化到什么程度。有些項目設計雖通過招投標，但此時方案不細，概算粗略，很難來綜合評定；三是業主由于專業知識上的限制，對設計方案難以從優化的角度提出要求或質疑；四是有些業主經濟實力雄厚，項目建設趕時髦，求新穎，根本不提優化要求；五是有些業主自身對工程應具備的功能要求及應達到的目標不明確，隨意性大，要求出圖時間緊，又壓低設計收費，從而也影響了優化設計的開展。

2.3缺乏必要的壓力和動力

由于目前的設計經營往往憑的是關系，缺乏公平競爭，所以設計單位的重心不在技術水平的提高上，設計只要保證不出大的質量問題，方案的好壞、造價的高低，關系不大，使優化設計失去壓力。由于現在的設計收費是按面積或按造價的比例計取，幾乎跟投資的節約和設計質量的優劣無關，導致對設計方案不認真進行經濟分析，而是追求高標準，或為保險起見，隨意加大安全系數，造成投資浪費。

2.4運行的機制不夠完善

優化設計的運行需有良好的機制作為保證。而目前的狀況，一是缺乏公平的設計市場競爭機制，設計招標未能得到推廣和深化，地方、行業、部門保護嚴重；二是價格機制扭曲，優化不能優價；三是法律法規機制薄弱。

3．應著手抓好的幾個問題

3.1主管部門應加強對優化設計工作的監控

為保證優化設計工作的進行，開始可由主管部門來強制執行，通過對設計成果進行全面審查后方可實施。主管部門不僅要審查設計單位的資質、設計收費、建設手續、規范的執行情況、新材料新工藝的推廣應用等方面的內容，還要對方案的經濟性及功能的合理性方面的進行審查，所以建設主管部門在審查時，應增加人員配備和審查力度，對設計成果進行全面審查；其次，應加強對設計市場的管理力度，嚴格通過資質管理、人員注冊、設計招標、圖紙審查等環節來規范設計市場，減少黑市設計；第三，利用主管部門的職能，總結推廣標準規范、標準設計、公布合理的技術經濟指標及考核指標，為優化設計的進行提供良好服務。

3.2加快設計監理工作的推廣

優化設計工作的推行，僅靠主管部門監控還不能滿足社會發展的要求，設計監理已成為形勢所迫，業主所需。通過設計監理可打破設計單位自控的單一局面。因此，主管部門應在搞好監理的同時，一方面應盡快建立設計監理單位資質的審批條件，加強設計監理人才的培訓考核和注冊，制定設計監理工作的責職、收費標準等；另一方面通過行政手段來保證設計監理的力度，為設計監理的社會化提供條件。

3.3注意優化設計工作的綜合性

第2篇：建筑專業優化設計范文

關鍵詞：建筑結構；設計；方法；應用

中圖分類號：TU318 文獻標識碼：A

建筑是關乎民生、經濟、社會發展的主要建筑形式，且大量存在，因此對于建筑的結構設計應做到安全、適用、經濟、美觀，并且符合當前的施工技術水平。也可以說，建筑結構的質量是保證建筑使用功能的基礎，是保障建筑材料、能源和經濟等資源有效發揮作用的途徑。因此，對于建筑結構進行優化設計顯得尤為重要。

一、分析為什么要對建筑結構設計優化

（一）節省工程造價

建筑工程造價中建筑結構的成本大約占到總造價的50%，對建筑結構進行優化設計可以在很大程度上降低工程總造價，節約工程造價成本。建筑結構優化設計能有效的節省房屋建筑的投資成本，具有巨大的經濟價值。

（二）提高工程質量

目前設計單位的水平整體都在不斷提升，但是首先很多工程師成本控制意識低，忽略對建筑工程的成本造價控制，只追求高的安全系數，從而造成設計過于保守；其次，沒有相應的責任制，設計人員缺乏責任心，對建筑結構的設計概念不清楚，一味的使用計算機而不是大腦來進行計算，常常導致計算不合理或者與工程實際不吻合等等錯誤，使之結構設計存在安全隱患或者較大的浪費；另外，設計人員與建設單位的溝通不到位，沒有完全理解建設單位的建造用途及建筑功能，進而造成建筑產品不能滿足建設單位的需要。

據統計因為在設計過程中，設計質量差，造成功能布置不合理，相關專業工程師沒有相互溝通，導致經常出現在施工過程中進行修改及返工現象，導致施工工期不能控制。同時因為工程質量差，工程存在安全隱患等問題，造成投資的卜大浪費。通過建筑結構設計優化可以有效的提高工程設計質量，降低安全隱患，減少投資浪費。

二、探究建筑結構設計優化的方法

建筑結構設計優化是要通過對擬建項目進行模型的優化、計算方法的優化，并在計算和模擬的基礎上制定有效的結構方案，再進行驗證。

（一）結構優化模型的建立

在進行結構優化設計的過程中，首要的問題是要根據實際的結構特性設定成為相關的結構設計參數，主要的有目標控制參數和約束控制參數。對于那些變化范圍比較小的，且在結構的局部加強就能滿足要求的部分參數，將其確定為預設參數，從而減少計算的工作量;對于目標函數，是要找到一組可以滿足預定條件的鋼筋截面積和截面的幾何尺寸，目標是要讓總造價最小。對于約束控制函數，包括前度和穩定約束、截面尺寸約束、結構整體約束、構建單元約束、正常使用狀態的上下限約束條件等。參數的設計必須要與實際情況和規范相符。

（二）結構優化設計的計算方法

在結構優化設計計算方案的確定上，考慮到建筑結構的復雜性帶來的變量多、約束條件多等情況，因此在計算過程中，一般的做法是先將有約束的優化問題轉化為無約束條件再進行求解，可選用的計算方有拉式乘子法、復合形法等。結構選型、尺寸和參數設計完成后，在計算方案的基礎上設計優化程序。并在得到計算結果后，對結構進行綜合分析，最后確定最合理的結構優化設計方案。

三、建筑結構設計優化技術的應用

通過結構優化設計技術來逐步改善房屋建筑的使用性能，進而提高經濟性，大力降低工程成本造價。在建設工程項目中，結構優化設計技術主要應用于項目的整體設計、前期設計以及抗震設計等各個分部階段環節，應用廣泛，其發揮的效能也十分明顯。

（一）樹立精品意識

結構優化設計過程是結構工程師打造設計精品的過程，預算專業提前到設計方案階段，為結構工程師提供必要的經濟分析數據，通過結構工程師與造價工程師對設計質量、品質的經濟指標的全程控制，實現設計產品質量與經濟的統一。

（二）優化設計中正確理解應用結構設計規范

追求適用、安全、經濟、美觀以及便于施工是建筑結構優化設計的目的。因此，建筑結構優化設計不但要求結構設計工程師有豐富的設計經驗，也同時要對建筑結構規范的條文的概念、定義、前提條件及適用范圍有較為詳細的了解，在建筑結構設計規范的基礎上，能夠把自身的結構設計方案科學的融入到整個項目工程中。對于一些大面廣的工程中，某些條文規定不可避免的偏于保守，同時，也有些條文對一些特殊、復雜工程的設計工程條文安全性不足。因此，建筑結構工程師在優化設計中，應該充分利用扎實專業知識與豐富的設計經驗，對上述問題做出科學與正確的判斷，從而能夠把握設計，使設計成果逐步優化，不斷創新。

（三）結構工程師要積極參與工程前期規劃及方案

建筑結構工程師要積極主動參與前期工程規劃及建筑方案，是實施結構優化技術的重點內容。因為，在在實際施工中，建筑結構工程建筑師難以把握對結構體系的受力的正確分析，相關建筑結構工程師要積極主動地參與前期方案設計，幫助建筑師構思與逐步創新，使得建筑師的建筑理念得以完美的體現。

（四）合理的結構方案

要用整體的概念在待定的建筑設計中來完成結構整體方案的構思，處理好構件與構件，構件與整體結構的關系，充分利用和發揮整體結構與構件的最佳受力狀態，使結構具有足夠的承載力、剛度及良好的延性，盡可能使結構受力與傳力簡單、直接、明確，使之整體結構安全可靠協調一致，使建筑的型心與重心重合，避免及減小外力作用下的扭轉效應，結構平面規則對稱與豎向剛度的均勻一致，可能達到結構設計的安全經濟。

（五）建筑結構各部門相互協調與合作

建筑結構優化是一個復雜性的系統工程，涉及到的專業也很廣，各個專業必須相互協調與配合。依據建筑學發展角度出發，現代建筑是綜合性產品，包括建筑、結構以及設備等要素。因此，建筑工程在工程實施中，應該大力加強分工與合作，將各個構成要素進行充分有機結合，為打造出完美的作品夯實基礎。在建筑工程項目設計中，最重要的環節是建筑設計與結構設計，只有將這兩個環節充分結合，建筑工程實用、經濟、美觀大方效果才能充分體現，同時，建造結構受力更趨向合理性，大大降低了成本，簡化了施工。但在建筑設計中，一些建筑設計人員不遵循建筑的基本力學規律，過于注重設計方案創作的新奇性，導致這建筑結構難于處理，因此，建筑結構優化必須通過強化各個專業的合作與協調，可能夠實現結構合理，成本降低。

（六）提高材料的利用率

結構的效能設計主要考慮充分發揮結構材料的力學性能，有效的減少結構材料的消耗，達到“少費多用”的目的。各種高強材料：高強度鋼筋、高強度混凝土等；各種輕型材料如：輕骨料混凝土、輕型隔墻的合理利用，可以有效的減輕建筑結構的自重，減小水平地震力的作用，減小基礎頂部荷載等等。

（七）充分考慮地基基礎結構設計

地基基礎是建筑結構設計的重要組成部分之一，其造價根據工程所建地地基土的不同，基礎形式不同，其基礎造價也不同，但其造價占工程總造價的比例也不同，其比例占總造價的20~25%不等。地基基礎屬于隱蔽工程，建筑物的高度與安全性等受地基基礎影響很大。建筑結構中的地基基礎的結構設計必須選擇合適的方案，要依據現場地質條件上部結構形式、高度、層數、基礎頂部荷載，綜合進行基礎選型及埋深等設計，最大程度的節省造價。

總之，結構優化設計的目的是為了讓建筑設計年限內能夠更好的發揮其作用而提出的。我們通過對建筑結構優化設計的內容和方法的剖析，指出了在實際應用中如何來利用結構優化設計。所以，結構優化設計是在堅持可持續發展觀、充分利用有限資源的基礎上提出的，是符合社會發展需要的有力舉措。

參考文獻：

第3篇：建筑專業優化設計范文

【關鍵詞】概念設計；建筑結構；優化設計

隨著我國國民經濟的不斷發展，房屋建筑行業也隨之發展起來。特別是在城市化建設發展下，我國建筑行業日趨興旺。在現代城市化建筑工程中，施工設計、工程設計以及施工建筑原材料是整個建筑施工中重要的構成因素。建筑結構是否合理、美觀都會對整個施工建筑實用性、安全性以及經濟性將會帶來一定影響。工程建筑概念設計的提出是工程設計人員憑借自身專業知識以及豐富社會實踐經驗提出的建筑設計方案。因此概念設計出的建筑物和周邊的環境以及整個社會文化內涵更加融合。

一、概念設計概述

工程結構設計一師在工程建筑中運用概念設計進一步完成整體工程施工建筑的整體方案。在整個工程過程中，工程設計師積極調動自身專業知識以及實踐經驗對整個建筑結構布置、構件、選型以及細節進行詳細的計算和分析。并對設計過程中出現的問題，結合建筑知識、力學知識以及自身的社會實踐經驗進行全方面的考慮，并得出可行性和有效解決問題的方案，最后得出一個符合實際和具有創新性！而看操作性的建筑設計。

隨著現代化城市的建設和發展，人們的思維和理念越來越開闊，對建筑物結要求越來越高，已經不在是具有實用性，還要求具有一定的美觀性"所以，在建筑施工企業為了更好的適應當今社會潮流需求，不斷重視概念性設計，工程設計師不斷接納和采取這樣的設計思維，因此概念設計被不斷應用于建筑結構優化設計中。由于概念設計對工程設計師的要求很高，所以建筑設計師一定要具備較強的建筑方面知識以及過硬的專業知識的能力，特別是較強的力學原理架構知識，這樣才會使建筑工程設計方案具有一定的可行性，確保建筑施工工程的安全。

二、概念設計在建筑結構優化設計中應用

（一）概念設計要遵守工程結構規律

建筑建筑結構中廣泛的應用概念設計，一定要遵循建筑施工結構的顧慮，要充分的做好實用化和合理化。第一，建筑施工結構外形，套具備一定的規則性和對稱性，剛度分布和質量分布要均勻，不要在局部位置出現過大剛性，或者是質量上出現不均勻的分布現象，否則將會造成房屋建筑物出現倒塌狀況；第二，建筑物布局和結構是否合理，是否具有一定程度的抗震性，這些因素都是工程設計師進行概念設計必須要涉及和考慮的問題。建筑結構對稱、簡單、規則性，容易實現抗震的作用，但是在一定程度上不能夠滿足創新性的需求，立體、多面、錯層以及凹凸的建筑結構創新性和藝術性較強，容易達到人們對建筑結構美觀性的需求，但是美觀性好的建筑缺乏一定的抗震能力。

（二）優選合理建筑結構施工設計方案

概念設計工程施工放那在實際建筑工程施工應用中要達到實用性、合理性以及經濟性的目的，同時這還是概念設計的主要目標。所以，如何選擇具有一定科學性、可行性的建筑結構形式和建筑結構體系在建筑工程施工設計方案中顯得尤為重要。總體而言，施工結構設計方案中展現的抗震系統和建筑結構體系的整體布置等方面的進行詳細的分析，同一個建筑結構單元中通常不要用其他結構的體系，并做到縱向和平面上具有一定的規則性。針對建筑結構施工條件、施工特點以及工程施工原材料供應等方面，工程設計師要進行綜合、系統、全方面分析和研究，采用多種方案進行對比，最后做出合理有效建筑結構施工設計方案。

（三）概念設計中抗震能力設計

建筑施工工程抗震能力設計直接關系當人們生命安全和財產安全，所以建筑工程中抗震設計尤為重要，同時備受人們的重視和關注。但是由于建筑物整體結構設計會涉及到一些實際問題，例如土質、地勢、周圍環境以及氣候等因素影響，因此在建筑工程中抗震設計復雜且因素較多。所以，大多數建筑結構中抗震設計并不是由計算機設計出來的，而是由工程設計師概念設計出來的。例如底部設置加強區這樣的問題，不管是建筑工程構造鋼筋配率要求問題還是邊緣構建問題，都是要建筑工程設計師利用概念設計解決問題，工程設計師通過概念設計，補充計算機抗震設計模擬計算的不足之處，才能夠最終確保建筑工程施工中抗震設計的安全性和合理性。建筑結構優化設計中抗震能力還涉及結構構件問題，只要建筑構件完好，建筑工程中抗震能力才會充分的發揮和進一步提高。所以，工程設計師在建筑物抗震結構設計的過程中，要利用概念設計進一步保證工程施工設計中每一種建筑構件的強度和剛度在一定程度中滿足工程實際的抗震需求，確保建筑構件和構件之間緊密聯系，保證工程施工安全。此外，由于當前我國工程施工建筑結構大多數采用的是多次超靜定建筑結構，因此在工程施工優化設計中建筑物的抗震設計還需要進行幾道抗震防線，防止在發生地震中建筑物由于構件容易發生破壞或者是扭曲現象進而降低了建筑物抗震的能力。

三、概念設計在建筑結構優化設計中應用的意義

（一）拓寬建筑結構設計思路

傳統的建筑結構設計主要研究的是如何提高建筑結構抗力性，造成鋼筋棍凝土等不斷增高，配筋量不斷變大，工程造價提高。我們以建筑抗震設計為實例，通常是按照初定硅等級和尺寸計算出建筑結構的剛度，并由建筑結構剛度計算出抗震力，最后進行鋼筋配筋。合理的概念設計可以降低地震作用的效應，并在這樣的情況下提高房屋建筑工程質量和安全性。概念設計被廣泛應用在建筑結構優化設計中，被工程設計師接納和采用，并在建筑結構優化設計中發揮著至關重要的作用。

（二）概念設計在建筑結構優化設計中具有實踐意義

概念設計廣泛應用，通常蘊含了所有的工程建筑結構設計中。在不確定的受力狀況和因素中變化比較大的高層建筑設計、抗震設計以及基礎實施設計中，概念設計應用突出和重要。

1、由于現行的建筑結構理論性設計和計算機設計存在著一定的不可計算性和缺點。為了進一步彌補計算理論的不足之處，或者是實現實際施工操作過程中建筑結構構件的設計，需要概念設計來滿足建筑建筑結構的優化設計目的；

2、在工程施工方案設計階段，初步實際不能依靠計算機來實現，這就需要工程設計師通過了解和掌握概念設計，優選造價低！效果好的設計方案"概念設計施工人員通常會片面的理解，認為主要是用在一些較大的原則上，例如結構布置、確定結構方案等。在實際工程施工設計中任何一個施工都離不開科學概念設計作為指導方向。

3、建筑結構設計的整體方案，建筑工程設計師要聯系緊密，互相合作與探討。經過相互之間的學識和經驗的探討，得出最優的設計方案。例如建筑物的抗震設計，這個問題在建筑工程中是比較復雜的，它需要考慮建筑物的多方面因素。

四、結語

綜上所述，概念設計在建筑結構中占據著重要的作用，不僅是建筑結構設計中工程師設計的理念，還是衡量工程結構設計師專業技術水平的標準。本篇文章闡述概念設計在建筑結構優化設計中應用問題，提供參考。

參考文獻：

[1]胡麗榮.概念設計在建筑結構設計中的應用意義[J].黑龍江科技信息，2010年27期.

[2]徐萍，葉明峰.杭震概念設計在建筑結構設計中的應用[J]..江蘇建材，2011年02期.

[3]楊鎮峰.概念設計在建筑結構設計中的應用[J].山西建筑，2010年24期.

第4篇：建筑專業優化設計范文

【關鍵詞】建筑 結構 優化 設計

一、建筑結構設計優化的概述

1、建筑結構設計優化方法的概念

結構優化的目的是在滿足房屋建筑的基本功能需求和舒適度要求、滿足建筑質量安全和美觀度要求的前提下，對房屋建筑結構造價進行控制。建筑結構設計優化需要對空間資源、設備資源、材料資源、經濟資源進行充分利用和合理配置。這種優化設計比傳統的設計能夠節省5%～33%的工程造價，所以在項目施工中，要從建筑結構設計優化的原理出發，結合現場實際情況，提高工程的經濟效益。

根據建筑設計的總體要求，結構設計要盡量減小質量中心和剛度中心的差異，保證建筑在水平荷載的作用下不會產生很大的扭轉效應。建筑平面結構盡量采用對稱和規則的方式，在滿足建筑相應的功能條件下，使豎直方向上相應的承重構件保持上下貫通。為了保證結構的簡潔性和設計的簡單性，盡量減少轉換層的使用。豎向剛度應采取漸變的方式，避免水平荷載作用產生應力集中，產生剛度突變。

2、建筑結構設計優化的重要性分析

隨著經濟建設的不斷變化與發展，人們對于建筑行業的設計過程逐漸重視，新的技術以及理念也在不斷地被應用于其中，同時計算機技術的普及引來建筑行業新的變革與發展。建筑結構設計就是采取先進的設計手段及理念，在有限的空間范圍內進行完整的、合理的優化設計，將使用空間最大化，同時還要特別注意構件與構件之間，結構與結構之間的空間布局。這也是檢驗建筑結構工程師是否優秀的重要標準之一。工程師的結構設計重點不僅僅體現在設計理念上，而且其結構設計的經驗總結也是極其重要的。隨著計算機技術的發展，對于工程師的設計手段又提出了新的標準與要求，建筑結構設計師不僅僅要掌握專業的設計理念，同時還要掌握基本的計算機技能，將設計理念與計算機技術相結合，使其設計水平上升到一個新的高度。

3、建筑結構優化設計的內容和意義

3.1 建筑結構優化設計包括很多內容，主要分為房屋總體結構和分部結構優化兩個部分。總體結構優化包括房屋基本結構優化、房屋頂部結構優化、房屋維護結構優化、房屋細部結構優化等。不管是總體結構優化還是分部結構優化都對選型布置、結構造型、構件受力、工程造價等進行了合理的優化，并在此基礎上對結構形式進行創新，把設計對象設計得更為完善。

3.2結構設計優化的意義

3.2.1 優化設計，保證結構功能性

結構優化設計能夠根據工程的需求對結構造型、受力性能、結構材料等進行優化配置。比如選擇圓形、方形的結構進行平面設計能夠增加結構的受力性能。因此，工程結構的優化技術，是工程實現既經濟又安全，既美觀又實用的途徑。

3.2.2 節約造價

建筑工程造價控制是保證企業經濟利潤的關鍵因素。結構優化設計能夠降低15%～30%的工程造價，具有實際的經濟性。房屋建筑大多是多層建筑，甚至很多都是高層建筑，層數的增加會因為建筑面積的增加而增加投資。層數增加對結構承載力的要求也隨之增加，為了保證結構的安全性，承重墻、梁、柱的承載等級和抗震性能都要隨之增加，因而提高了房屋的造價。合理的結構設計能夠根據建筑結構的空間和層面，合理選用結構構件并利用結構的各種性能。結構設計合理性增加、抗震性增加不僅可以減少結構所需物料，還能減少基礎和裝修物料，達到統一協調的目的，實現了結構的經濟和安全。

二、制約我國建筑結構設計優化的因素

結構優化設計主要包括以下幾個過程：建立優化設計的數學模型；選擇正確的優化方法；選定所使用的函數和變量；確定設計中的各項數據編寫計算機程序語言；通過計算機計算出整個設計的結果，然后對結構數據進行分析。結構優化設計主要存在兩方面問題：如何將設計中的問題轉化到能夠反應問題實質的優化的數學模型中；如何選擇最優化的方法求得該數學模型的最優解決方案。

結構優化設計在發展速度、研究深度以及應用推廣上都落后于結構分析，其中一個最重要的原因就是結構優化設計的難度很大。一般情況下，結構優化設計的變量個數較多。且變量個數隨問題的復雜度的增加而急劇增加，難以區分主動變量與被動變量。結構優化設計的約束條件在種類和數量上也有很多，并且約束條件通常比變量個數要大得多，有時難以區分有效約束或無效約束，這也給結構設計的優化工程帶來了很大的困難，有時很難確定要選擇哪種目標函數和變量。對于不同的建筑進行結構優化設計時，要根據其具體情況選用對其最優化、最合理的目標函數，以達到結構設計優化的目的。所以針對一個具體的建筑項目，選擇一個科學合理的目標函數是非常重要的，必須要謹慎。同時，在進行結構分析和靈敏度分析時，對于實際問題一般很少有只進行一次優化結構分析就能成功的。對建筑設計進行結構分析是一項代價很大的工作，這就意味著在對實際問題進行多次反復的結構分析時，需要付出昂貴的代價。通常每做一次結構分析就要接著做一次靈敏度分析，有時靈敏度分析的代價比結構分析還要大。所以總體來看，所要付出的代價就更大了，這就使得我國的建筑結構設計的優化發展受到了制約。

三、結構優化設計方法研究

1、制定合理的結構優化設計方案

建筑工程的結構優化設計需要考慮許多因素，如結構優化設計的使用、實施等方面。因此，必須要設計出不影響工程進度要求的合理設計方案，而不僅僅是單純的數學理論。所以，在進行建筑結構的優化設計時，一定要結合實際的工程來進行優化設計。在選擇設計變量時要以少而精為原則，選擇對目標函數影響最大的參數作為設計變量。而其他參數作為常量使用，或不作為獨立的變量來使用。嚴格按照約束條件進行優化設計，這樣可以縮小設計變量的可行域，減輕結構優化設計的工作量。目標函數作為判斷結構優化設計方案優劣的標準，要制定一個全面的目標函數是很難的，因此，一般選取結構設計中的幾個主要特征或因素來選取目標函數，并且要針對具體的工程和實際情況來制定最合理的目標函數。

2、建立綜合評定指標體系

20世紀70年代，由美國一位教授提出的層次分析法充分體現了定性與定量相結合的方式。這種方法把復雜的問題分解成若干有序的層次，并且根據對一些客觀事實的判斷，對每一層次的重要性給予定量的表示，利用數學方法確定每一層次的相對重要性次序，再通過對各層次的分析導出對整個問題的分析結構。

3、綜合評定指標體系的使用方法

在使用綜合評價指標體系時，將我國的城市按大小大體分為三類，然后通過聚類分析方法和相關的程序對某一類城市的經濟、歷史、文化、氣候等因素的區別與相似度進行分析，再將其劃分成若干類。通過調研獲得某類地區的數據特點，然后再利用層次分析法和相關程序計算出該地區各層次因素的權重值。以此類推，計算出我國其他地區的數據特征。存儲在特殊的數據庫中，綜合各項指標評出標準及待選方案的得分表。再利用灰色聚類評價方法程序或迷糊評價方法及程序，計算出最優設計方案。

4、提升結構設計人員的設計水平和職業修養

結構優化設計最終還是取決于設計人員的自身修養，符合人們的視覺美感和應用價值的建筑才是完善的，才能真正彰顯出建筑的質量和水準，做到全方面的有序、高效。因此，結構設計人員必須提高自身的責任意識。既要掌握高超的結構優化設計本領，還要注意團隊協作。建筑結構的設計涉及到各個方面，不可能由一個人來獨自完成。需要各方面的設計人員團結協作，才能設計出更加優化的設計方案。

5、優化資源配置提高原料效率

建筑材料是建筑工程的基本元素，然而不合理的結構設計方案很容易造成原料的浪費。因此，在進行結構優化設計時，一定要注意選取適當的建筑材料。在提升建筑美感的同時，提高建筑材料的利用率，減少對材料的浪費，這也是結構優化設計時要考慮的一個重要因素。

結束語：

結構優化設計可以使房屋更加安全經濟和美觀，能夠滿足人們不斷提高的對建筑產品的品質要求。在以后的結構設計過程中，還要進一步優化建筑結構的設計方法，使建筑物的設計更為實用，更為安全，更為美觀經濟，提高建筑物的質量，保證建筑企業的經濟效益。

參考文獻：

[1]吳展智 淺析建筑結構設計之優化設計[J] 建材與裝飾 2012（1）

[2]余金鳳 有關建筑結構設計的優化設計的分析[J] 科技創新導報 2013（2）

第5篇：建筑專業優化設計范文

關鍵詞：建筑結構；結構優化設計；結構元素；優化方法；凝固的藝術

Abstract: The design of building structures in short is to use words to express the structure of architects and other professional engineers to express things. The structure of language structure from structural elements derived simplified construction drawings and other professionals in the foundation, wall, column, including, beam, plate, bulk sample stairs details etc.. Load conditions resulting in the most concise way to transfer basis, structural design content is the design basis, design and detail design of the upper structure.

Key words: building structure; structural optimization design; structural element; optimization method; solidification Art

中圖分類號：TU318

引言：

結構工程師的主要任務就是在特定的建筑空間中用整體的概念來完成結構總體方案的設計，并能有意識地處理構件與結構、結構與結構的關系。初步設計過程是不能借助于計算機來實現的。這就需要結構工程師綜合運用其掌握的結構概念，選擇效果最好、造價最低的結構方案，為此，需要工程師不斷地豐富自己的結構概念，深入、深刻了解各類結構的性能，并能有意識地、靈活地運用它們。

一、建筑結構設計優化方法的應用及實踐價值

直覺優化（概念設計優化）技術與建筑結構設計 對于同一建筑方案，可以有許多不同的結構布置設計；確定了結構布置的建筑物，即使在同種荷載情況下也存在不同的分析方法；分析過程中設計參數、材料、荷載的取值也不是惟一的：建筑物細部的處理更是不盡相同，這些問題是計算機無法完全解決的，都需要設計人員自己作出判斷。

1.結構設計優化方法的應用

結構設計優化方法和技術的應用具體體現在房屋工程結構總體的優化設計和房屋工程分部結構的優化設計兩方面。其中房屋工程分部結構的優化設計包括：基礎結構方案的優化設計、屋蓋系統方案的優化設計、圍護結構方案的優化設計和結構細部設計的優化設計。對以上幾個方面的優化設計還包含選型、布置、受力分析、造價分析等內容，并應在滿足設計規范和使用要求的前提下，結合具體工程的實際情況，圍繞其綜合經濟效益的目標進行結構優化設計。 2 .結構設計優化方法的實踐價值

在滿足建筑結構長遠效益的前提下，應盡量減少建筑結構的近期投資并提高建筑結構的可靠度和合理性。與傳統設計相比，采用設計優化技術可以使建筑工程造價降低5％～30％。優化技術的實現，可以最合理的利用材料的性能，使建筑結構內部各單元得到最好的協調，并具有建筑規范所規定的安全度。同時，它還可為建筑整體性方案設計進行合理的決策，優化技術是實現建筑設計的“適用、安全和經濟”目標的有效途徑。

二、 建筑結構設計與各方面之間的關系 1. 結構設計與用地的關系

多層或高層住宅建筑中，總建筑面積是各層建筑面積的總和，層數越多，單位建筑面積所分攤的房屋占地面積就越少。但隨著建筑層數的增加，房屋的總高度也增加，房屋之間的間距也必須增大。因此，用地的節約量并不隨建筑層數的增加而按同一比例遞增。 2.結構設計與造價的關系

建筑層數對單位建筑面積造價有直接影響，但影響程度對各分部結構卻是不同的。屋蓋部分，不管層數多少，都共用一個屋蓋，并不因層數增加而使屋蓋的投資增加。因此，屋蓋部分的單位面積造價隨層數增加而明顯下降?；A部分，各層共用基礎，隨著層數增加，基礎結構的荷載加大，必須加大基礎的承載力，雖然基礎部分的單位面積造價隨層數增加而有所降低，但不如屋蓋那樣顯著。承重結構，如墻、柱、梁等，隨層數增加而要增強承載能力和抗震能力，這些分部結構的單位建筑造價將有所提高。 3 .高層建筑結構設計與經濟性的關系

住宅的層高直接影響住宅的造價，因為層高增加，墻體面積和柱體積增加，并增加結構的自重，會增加基礎和柱的承載力，并使水衛和電氣的管線加長。降低層高，可節省材料、節約能源，有利于抗震，節省造價。同時，除降低層高可以減少住宅建筑總高度，縮小建筑之間的日照距離，所以降低層高能也取得節約用地的效果。 在相同建筑面積時，住宅建筑平面形狀不同，住宅的外墻周長系數也不相同。顯然平面形狀越接近方形或圓形，外墻周長系數越小，外墻砌體、基礎、內外表面裝修等也隨之減少，并且受力性能好，造價會降低。考慮到住宅的使用功能和方便性，通常單體住宅建筑的平面形狀多為矩

三、建筑結構設計優化方法 與現實意義

1.從建筑上分析結構設計優化方法，它主要體現在房屋工程分部結構的優化設計和房屋工程結構總體的優化設計量方面。 房屋工程分部結構優化設計包括：基礎結構方案的優化設計、屋蓋系統方案的優化設計、圍護結構方案的優化設計和結構細部設計的優化設計。對以上幾個方面的優化設計還包括選型、布置、受力分析、造價分析等內容，在實施過程中，還應該按照一切從實際出發的原則，結合具體工程的實際情況，圍繞房屋建筑的綜合經濟效益的目標進行結構優化設計。進行結構設計時，應在滿足設計意圖后，盡量使平面布置規則，縮小剛度和質量中心的差異，這樣水平荷載就不會使建筑物有太大的扭轉作用。豎直方向上應避開使用轉換層，減少應力集中現象。 2.結構優化設計模型 結構設計優化就是在各種影響變量中選擇主要參數，并建立函數模型，運用科學合理的方法得出最優解。結構總體的優化建立模型的大致步驟如下：一是設計變量的合理選擇。通常的設計變量選擇對設計要求影響較大的參數，將所涉及的參數按照各自的重要性區分，將對變化影響不大的參數定為預定參數，通過這種方法可減少很多計算編程的工作量。目標函數的確定。使用函數找出滿足既定條件的最優解。最后，約束條件的確定。房屋結構可靠度優化設計的約束條件，包括了應力約束、裂縫寬度約束、結構強度約束、尺寸約束、從正常時的極限狀態下彈性約束到終極狀態的彈塑性約束、從可靠指標約束到確定性約束條件等。設計中，要保證各約束條件必須符合現行規范的要求。 3.結構優化計算方案 結構設計優化設計多個變量、多個約束條件，屬于一個非線性的優化問題，設定計算方案時，常將有約束條件轉變為無約束條件來計算。常用的方法有拉氏乘子法、符合型法、Powell等。完成計算方案的設定后只需編制相應適用的運算程序即可得到我們的最終優化結果。

結構設計優化的現實意義 1.結構優化設計降低總造價 進行結構優化設計中，多層住宅和高層住宅相比較，層數越多，總建筑面積增大，單位建筑面積占用的土地面積就越小，節約了用地成本，但建筑層數的增多，建筑總高度也會加大，樓與樓之間的間距也要加大，這時占用的土地節約量就不與建筑層數增加比例相同了。另如屋蓋部分，一棟樓只有一個屋蓋，并不會因為層數的增加而有所改變，它的成本下降會比較明顯。

2.進行結構設計優化提高建筑結構經濟性 建筑的層高增加，由于墻體面積和柱體積增加，結構的自重會增加，基礎和柱的承載力相應增加，水衛和電氣的管線會加長；相反降低層高，可節省材料，有利用抗震，同時建筑的總高度減小，兩建筑之間的日照距離就會減小，間接的節約了用地。建筑面積相同，建筑使用不同的平面形狀時，它的外墻周長也就會不同，這樣當選擇圓形或是越接近于方形時，外墻周長系數就越小，基礎、外墻砌體、內外表面裝修都隨之減少，同時其受力性能也得到提高，增強了建筑的經濟性能。 與傳統的結構設計相比，采用結構設計優化方法可以使建筑工程造價降低6%-34%。

第6篇：建筑專業優化設計范文

Key words:structural design optimization technology；design of building structure；a new type of structure application

摘要：人們物質需求及市場價格變化使得建筑的成本攀升，同時建筑節能要求不斷提高，利用結構設計優化的方法對建筑結構進行優化設計是實現資源最大化的重要手段，本文建立了結構優化設計方法的模型及計算方法，同時強調了其在房屋結構設計應用中的注意事項，在建筑實踐中具有極強的可操作性，同時結構設計優化也給建筑市場的發展帶來了深遠的意義。

關鍵詞：結構設計優化技術房屋結構設計新型結構形式應用

中圖分類號：TB482.2文獻標識碼： A 文章編號：

近年來，人們對于居住條件及生活環境的要求不斷提高，相應對建筑產品的品質要求也不斷提高，同時國家大力提倡建筑節能，這就需要我們利用結構設計優化技術方法，提高有限空間、有限資源的最大化效果發揮，實現經濟化、實用性和適用性的良好目標。結構設計優化技術就是在原設計方案的基礎上，結合新工藝和設備的使用，增加新材料的投入，采用新型結構體系進行局部設計的改變，使技術更可行，更加滿足建筑功能要求，同時節約材料，降低造價。

從建筑上分析結構設計優化方法，它主要體現在房屋工程分部結構的優化設計和房屋工程結構總體的優化設計量方面。房屋工程分部結構優化設計包括：基礎結構方案的優化設計、屋蓋系統方案的優化設計、圍護結構方案的優化設計和結構細部設計的優化設計。對以上幾個方面的優化設計還包括選型、布置、受力分析、造價分析等內容，在實施過程中，還應該按照一切從實際出發的原則，結合具體工程的實際情況，圍繞房屋建筑的綜合經濟效益目標進行結構優化設計。

一、結構設計優化方法

進行結構設計時，不同方案的選擇及不同的建筑材料的選用對工程整體會有較大影響，應在滿足設計意圖后，盡量使平面布置規則，縮小剛度和質量中心的差異，這樣水平荷載就不會使建筑物有太大的扭轉作用。豎直方向上應避開使用轉換層，減少應力集中現象。

（1）結構優化設計模型

結構優化設計模型就是在各種影響變量中選擇主要參數，并建立函數模型，運用科學合理的方法得出最優解。結構總體的優化建立模型的大致步驟如下：一是設計變量的合理選擇。通常的設計變量選擇對設計要求影響較大的參數，將所涉及的參數按照各自的重要性區分，將對變化影響不大的參數定為預定參數，通過這種方法可減少很多計算編程的工作量。二、目標函數的確定。使用函數找出滿足既定條件的最優解。最后，約束條件的確定。房屋結構可靠度優化設計的約束條件，包括了應力約束、裂縫寬度約束、結構強度約束、尺寸約束、從正常時的極限狀態下彈性約束到終極狀態的彈塑性約束、從可靠指標約束到確定性約束條件等。設計中，要保證各約束條件必須符合現行規范的要求。

（2）結構優化計算方案

結構優化設計多個變量、多個約束條件，屬于一個非線性的優化問題，設定計算方案時，常將有約束條件轉變為無約束條件來計算。常用的方法有拉氏乘子法、符合型法、Powell等。完成計算方案的設定后只需編制相應適用的運算程序即可得到我們的最終優化結果。

（3）推廣設計標準規范和標準設計

工程設計標準規范的形成，來源于大量成熟的、行之有效的實踐經驗和科技成果，是科技轉化為生產力的必要途徑。優秀的工程設計標準和規范，不僅優化了設計，減少設計的盲目性，還將大大提高設計速度，有效降低項目的全壽命費用。在標準規范中可以對一些重要的部位采取設計經濟指標限額制度，對一些設計部位使用“宜”或“不宜”等引導性語言提示設計人員對方案進行優化，鼓勵他們在設計中大膽使用新工藝和新材料。整體結構的科學性和合理性是新規范特別強調內容。新規范用于控制結構整體性的主要指標主要有：周期比、位移比、剛度比、層間受剪承載力之比、剛重比、剪重比等。新的建筑結構設計規范在結構可靠度、設計計算、配筋構造方面均有重大更新和補充，特別是對抗震及結構的整體性，規則性作出了更高的要求。

二、結構設計優化技術的實踐應用

結構設計優化方法應用于實踐之中，是目前一個比較廣泛的課題，利用結構優化的方法在不改變適用性能的前提下達到降低工程造價的目的。結構設計優化技術應用于項目的整體設計、前期設計，舊房改造，抗震設計等設計的各分部環節，發揮著巨大的效益。進行優化設計，要把握好技術和經濟的對立統一關系，既要反對片面強調節約，忽視技術上的合理要求的做法，又要反對設計保守浪費，只重技術，輕經濟的思想。在按照結構設計優化的方法及模型進行實踐的過程中，要注意下面的幾個問題。

（1）結構設計優化應注意前期參與

結構設計的階段分為三個：結構方案階段、結構計算階段和施工圖設計階段。概念設計是展現先進設計思想的關鍵，結構工程師的主要任務就是在特定的建筑空間中用整體的概念來完成結構總體方案的設計，客觀、真實的理解結構的工作性能，并能夠有意識的處理構件與結構、結構與結構的關系，靈活地運用它們。因為前期方案的確定直接影響建筑的總投資，而現在存在的普遍問題就是前期方案階段結構設計并不進行參與，建筑師進行建筑設計時大多并不考慮結構的合理性以及它的可行性，但是建筑設計的結果卻直接對結構設計造成影響，某些方案可能會增加結構設計的難度，并使得建筑的總投資提高。如果在方案的初期，結構優化設計就能參與進來，那么我們就能針對不同的建筑類別，選擇合理的結構形式，合理的設計方案，獲得一個良好的開端。

（2）結構設計優化應考慮采用新型結構體系

建筑工業化是我國建筑業的發展方向。建筑工業化是在建筑標準化的基礎上采用先進、適用的技術、工藝和裝備，發展施工專業化，提高機械化水平，減少繁重、復雜的手工勞動作業。在目前建筑工業化的大背景下，實現建筑工業化首先應從設計開始，從結構入手，建立新型結構體系，包括鋼結構體系、預制裝配式結構體系，復合木結構建筑等。多層建筑應由傳統的磚混結構向預制框架結構發展，高層及小高層建筑應由框架向剪力墻或鋼結構方向發展。要使大部分建筑構件實行工廠化作業，減少施工現場作業。

（3）概念設計結合細部結構設計優化

概念設計應用于沒有具體數值量化的情況，例如地震設防烈度，因為它的不確定性，計算式難免與現實有較大的差異，在進行設計的時候就要采用概念設計的方法，把數值作為輔助和參考的依據。設計過程中需要設計人員靈活的運用結構設計優化的方法，達到最佳的效果。與宏觀把握相對應的，設計的過程同時要注意對于細部的結構設計優化，比如現澆板中的異形板拐角處易出現裂縫，可劃分為矩形板。注意鋼筋的選擇，I級鋼和冷軋帶肋鋼市場價格差不多，但是他們的極限抗拉力卻相差很大，所以在塑性滿足要求的情況下，現澆板的受力鋼筋就可選擇冷軋帶肋鋼筋。在做結構設計的時候，外立面上的懸挑板及配筋，滿足基本的規范要求即可，達到既安全又經濟的目的。

（4）下部地基基礎結構設計優化

地基基礎的結構設計優化首先要選擇合適的方案，如果為樁基礎，那么要根據現場地質條件選擇樁基類型，盡量節省造價。樁端持力層對灌注樁樁長的選擇影響很大，應多進行比較以確定最合適的方案。設計時應重視地質勘察報告的交底工作，選擇合理的基礎型式，選擇經濟適用的方案能大大降低造價。

三、結構設計優化的現實意義

（1）結構優化設計提高材料利用率

對我國這樣一個發展中國家，結構設計的目的即是花最少的錢做最好的建筑。從優化設計的角度，結構性能最好的方案不一定材料利用率最高，這就要求設計時對結構材料的充分利用，同時也強調使用各種新型建筑材料，如預應力混凝土結構、鋼-混凝土結構等。其中鋼管混凝土結構是將混凝土填入薄壁圓形鋼管內而形成的一種新型結構，它將兩種材料有機地結合，可借助內填混凝土增強鋼管壁的穩定性，借助鋼管對核心混凝土的套箍作用，使核心混凝土處于三向受壓狀態，從而具有更高的抗壓強度和抗變形能力。它的出現使傳統意義上的受壓破壞特征由脆性變為延性，對結構抗震的延性設計意義巨大，也使超高層建筑底層柱的軸壓比限制問題迎刃而解。鋼管混凝土與鋼結構相比，在自重相近和承載力相同條件下，可節約鋼材近50%，并節約大量的焊接工作量。與普通混凝土相比，在保持鋼材用量相近和承載力相同條件下，構件截面面積可減少約50%，材料用量和構件自重相應減少約50%。實踐證明在結構設計時，使用這些新工藝設備可大大提高材料利用率，降低工程造價。

（2）進行結構設計優化提高建筑結構經濟性

建筑的層高增加，由于墻體面積和柱體積增加，結構的自重會增加，基礎和柱的承載力相應增加，水衛和電氣的管線會加長；相反降低層高，可節省材料，有利于抗震，同時建筑的總高度減小，兩建筑之間的日照距離就會減小，間接的節約了用地。建筑面積相同，建筑使用不同的平面形狀時，它的外墻周長也就會不同，這樣當選擇圓形或是越接近于方形時，外墻周長系數就越小，基礎、外墻砌體、內外表面裝修都隨之減少，同時其受力性能也得到提高，增強了建筑的經濟性能。

與傳統的結構設計相比，采用結構設計優化方法可以使建筑工程造價降低6%-34%.優化方法的技術性實現，可以最合理的利用材料性能，使建筑結構內部各單元得到最好的協調。賞心悅目的建筑是建筑的美觀與結構設計相互協調密切配合的結果。建筑結構設計追求適用、安全、經濟、美觀和便于施工五種效果，而建筑結構設計優化技術方法的應用不但滿足了建筑美觀、造型優美的要求又能使房屋結構安全、經濟、合理，成為實際意義上的“經濟適用”房。

參考文獻

[1]談建筑結構的優化設計[J].建筑科學，2009（4）。

[2]張紅友。優化結構設計減少建筑投資成本[J]. 陜西建筑，2008（11）。

[3]馬臣杰，張良平，范重。優化技術在深圳京基金融中心中的應用[J]. 建筑結構，2009（4）。

第7篇：建筑專業優化設計范文

【關鍵詞】居住建筑；優化設計；低碳節能；初步探索

0.引言

隨著城市建筑不斷的發展，環保理念的提出，城市建設中對于居住建筑的設計過程中應該引入綠色、低碳、節能的理念，這樣既能減少氣體的排放，也貫徹了國家的政策。對居住區進行一系列的改變，繼而影響居民的行為模式。提倡居住建筑優化設計環保理念，并且有效的實施，能夠減少居住建筑建設過程中對資源的浪費以及對環境的污染，推動綠色、低碳、節能、環保型社會的建設發展。

1. 居住建筑設計中綠色、低碳、節能理念的初步探索

1.1綠色建筑理念初步探索

對于綠色建筑的設計，很多設計師都缺乏綠色建筑規劃的專業知識，并不能系統的、標準的來進行設計，這樣設計出來的建筑的綠色效應自然是得不到保障的。對綠色建筑的一個完整的步驟首先應該是從市場調查開始的，由于市場經濟的不斷改革，所有的生產設計都應該以市場的需求為主要目標，根據市場的需求來進行設計。

1.2低碳建筑理念的初步探索

在環保的大背景下，社會居住建筑的設計都是有著一種理念在里面的，如低碳建筑，低碳交通，低碳的生活方式，以及低碳環保。以此為基礎概念設計的居住建筑是符合現如今的發展現狀的。目前大家都知道，在生活方面，采取低碳生活方式，如買東西盡量不用塑料袋，用自己的布袋子，不亂丟和焚燒垃圾等。在出行方面，盡量坐公共交通或者騎車步行上班做到不開車，減少碳的排放量。在建設上，采用比較綠色健康的建筑材料，污染排放小。在提高居民的生活水平上也提高了居住的環境。

1.3節能理念的初步探索

節能減排的重要的手段就是開發利用可再生資源。太陽能是一種可再生的取之不盡的能源，并且非常清潔，為了減少我國不可再生能源的消耗，就要充分利用可再生資源。在綠色建筑中運用太陽能不但可以很大程度上減少對能源的消耗，并且還可以使環境污染問題得到有效的解決。

2. 居住建筑優化設計的必要性

隨著城市的發展，在居住建筑設計的過程中，不光要考慮方位，區位因素，還要在設計中添加低碳、綠色和節能的元素。居住建筑的設計應與時俱進的，隨著低碳、節能理念的興起，設計中對于建筑材料的選擇，除了考慮材料本身的質量和結構，還應該考慮綠色、低碳性。為了能夠在住宅建筑施工的期間內，最大限度的減少資源的浪費，能源的消耗，提高能源的利用率，減少二氧化碳的排放，對居住建筑的優化設計是很有必要的。在規劃設計建設一個居住區時，綠化是必須要考慮的問題，也要體現低碳的理念。比如，在建造花壇上，就地取材利用現有的環境資源，減少土方的運輸和植物的搬運，減少能源消耗還有降低污染。再比如根據小區所在的區域進行適宜的植被來進行綠化，綠被面積的擴大，也有利于居民的身心健康。

3. 居住建筑中優化設計所存在的問題及對策

3.1加強領導，注重居住建筑優化設計

目前，我國居住建筑中，在設計團隊的領導體系還不夠完善，對于居住建筑的設計的優化方案還不夠具體，在居住建筑方案的設計中還是存在著許多不規范的情況，使得技術質量不能很好的提升，制約了居住建筑設計工作的發展，低碳、節能的理念不能有效的進行下去。通過加強對居住建筑的領導，對居住建筑方案設計進行規劃，制定相應的領導體系。對居住建筑方案的設計上要體現綠色、節能、低碳。通過加強設計、建設部門和住戶之間的關系，了解住戶的實際需求，更好的對居住建筑進行優化。居住建筑的設計團隊，要對最新的居住建筑發展動態和居住建筑技術信息進行了解，對相關的研發資金進行科學合理的配置，促進居住建筑方案的設計和研發能夠發揮最大的作用，實現居住建筑的綠色、低碳、節能的目標。

3.2加強設計人員環保意識

許多的居住建筑設計人員在設計的過程中，還停留在技術層面上，對于設計低碳、節能、綠色環保的理念比較薄弱。盲目強調社區連片建設，突出物質環境的營造。對于低碳、綠色的建筑需要采用整體化的思想建造，從整體上對小區進行規劃設計，對于一些單體的建筑設計上要對環境的控制系統中的一些細節問題做出恰當的處理。建筑企業加強對設計人員的環保意識，開展相關的活動，讓設計人員能夠認識到環保的重要性。對居住建筑進行規劃設計時，根據住宅環境里面的聲、光、電、熱、風等諸多的要素進行一定的排列組合，加入環保的元素。湛江地標海東廣場設計中，根據規劃的用地面積，對地下室、戶型進行優化設計，增加環保理念，更好的促進建筑企業的發展，實現建設節能環保目標。

3.3對設計方案進行有效審核

目前，建筑企業在居住建筑的建造中，對設計方案沒有一個有效的審核，導致居住建筑不符合當前的評定標準，造成相關的問題出現。因此需要加強對設計方案的有效審核，避免相關的問題產生。根據居住建筑的區域進行劃分，合理的采用不同的設計方案。如湛江南國豪苑三期設計中， 加強對初步方案圖的審核，湛江鼎能東盟成首期設計中，對總圖規劃、平面圖進行審核，制定相關的優化設計方案，按照實際情況對其進行有效的設計，體現綠色、低碳和環保的主題，推動居住建筑設計工作更好的發展。

3.4加強監督管理

在相關的政策上缺少法律的支持，居民建筑環保理念被忽視。政府可以采取相應的手段，來促進居住建筑優化設計的發展。一、加大對居住建筑的財政預算，大力研發居住建筑環保、節能的技術與方法。二、對相關的建筑企業采取一定的鼓勵的政策，促進居住建筑更好的優化設計。建筑企業自身應該加強對技術的研發與創新，加強對設計團隊的監督管理，確保居住建筑能夠進行合理的優化，推動社會的環保工作的進行，為節能環保貢獻一份力。

4. 結語

綜上所述，加強對居住建筑的優化設計是很有必要的，通過加強領導，注重居住建筑優化設計；加強設計人員環保意識；對設計方案進行有效審核；加強監督管理能夠減少居住建筑建設過程對資源的浪費以及對環境的污染，推動低碳、節能、環保型社會的建設發展。西方國家在對居住建筑的設計中注重科學研究和技術研發，給現代的居住建設設計帶來了全新的觀念，堅持未來的居住建筑設計以綠色、低碳、環保的設計理念，能夠減少居住建筑設計給環境帶來的污染，促進城市建設工程可持續發展。

參考文獻

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[2]劉啟波，王玲，田靜峰. 住宅建筑優化設計方案綜合評價指標體系的研究[J]. 基建優化，1998，04：16-20+50.

[3]陶然. 建筑節能與建筑優化設計淺談[J]. 中國科技信息，2007，13：33-34.

[4]龍濤江. 探討低碳節能理念下的建筑設計方法與技術[J]. 現代裝飾（理論），2014，05：183.

第8篇：建筑專業優化設計范文

關鍵詞：建筑照明；節能技術；光源；控制

中圖分類號： TE08文獻標識碼：A 文章編號：

引言

照明用電約占我國發電量的10%，低效照明普遍存在，照明終端有著很大的節能潛力。照明是建筑的第二大能源消耗項目，建筑照明涉及的光源、控制等環節均有著較大的優化設計空間。

1選用高效的光源

光源是影響建筑照明節能效果的首要因素。高效的光源能夠大大節省建筑照明能源消耗。近年來照明技術飛速發展，長壽命、高顯色性、高光效、低價格的照明產品陸續出現在市場上。其中，最具代表性的為氣體放電燈，此種等分為高壓氣體放電燈和低壓氣體放電燈。金屬鹵化物燈與高壓鈉燈就是高壓氣體放電燈，熒光燈就是低壓氣體放電燈。熒光燈具有壽命長、熱輻射小、光色可選、光效高等優點，逐漸成為建筑照明的首選光源，有著廣泛的應用。管徑趨向小型的直管熒光燈，能夠節省制燈材料，如熒光粉與汞的使用量，能夠提高光效。T12、T8、T5的管徑逐漸變小，稀土三基色粉的應用，提高了顯色性，提高了15%-20%的光效，減少了80%的汞量，壽命更長，光衰更小，符合建筑照明節能環保的要求。此外，建筑照明還應當廣泛應用新型高效的節能光源，如電磁感應燈、LED光源等。在高大工業廠房等建筑場所，應當選用高壓鈉燈與金屬鹵化物燈；在商場、圖書館、教室、辦公樓等相對低矮的建筑場所，應當選用直管熒光燈，如T8燈管；在走廊、門廳、餐廳、旅館、家庭住宅等建筑場所，應當選用緊湊型熒光燈，如環形、“D”型、“U”型等緊湊型熒光燈。

2選用節能的照明電器附件

目前，建筑照明節能光源大多為氣體放電燈。這些燈具工作離不開鎮流器，普通的電感式鎮流器光閃爍嚴重，功耗較大。例如，一些直管熒光燈的普通電感式鎮流器的功耗占到了熒光燈管功率消耗的25%左右。而電子鎮流器與節能型電感式鎮流器，均能夠有效地降低功耗，一些低功率的鎮流器的功耗僅為燈具功率消耗的13%左右。由此可見，提高燈具鎮流器的質量，能夠實現良好的節能目的。如果選用電感式鎮流器，就需要帶電容補償，將燈具功率因素控制在0.9以上。作為重要的照明電器附件，鎮流器正朝著兩個方向發展。一是，功耗電感鎮流器，沒有電磁污染，可靠性較高，自身功耗降低。一是，高頻電子鎮流器，沒有噪聲、沒有閃頻、發光穩定、光源光效顯著提高，功耗更小，在可靠性提高、電磁輻射降低、諧波量降低方面進一步改善，成為了建筑照明燈具的重要配套產品。

3優化照明設計

建筑照明節能的關鍵是具有能源意識的高效照明設計。高質量的建筑照明設計能夠創造節能、舒適、高效的建筑照明空間。建筑照明設計通常包括燈具布置、普通燈具選型、照明供配電設計等。因為建筑照明設計對建筑安全的影響沒有供配電設計對建筑安全的影響大，所以電器工程師在照明設計中存在著較大的隨意性。一些電器工程師缺乏節能意識，選用大功率光源的非節能產品，或是燈具數量超標，導致能源浪費現象的發生。一些建筑工程將照明外包給專業公司，對景觀照明、場館照明、大型廳堂照明進行設計，在一定程度上提高了建筑照明的合理性，但是由于專業公司在照明設計上和建筑單位的側重點可能不同，容易發生燈具選型不妥、照明配電不合理、照度不符合標準等設計不妥現象，從而難以實現建筑照明的節能優化設計。鑒于此，建設單位就需要和專業的照明設計隊伍進行充分的溝通交流，制定詳細的照明設計規劃，并對照明設計的過程進行嚴格把控，嚴格取締不符合節能設計標準的項目。另一方面，建筑照明節能優化設計應當采用先進的照明設計模擬軟件，以提高照明設計的合理性。目前，常用的照明設計模擬軟件主要有DIALUX、AGI32、Lumen Micro等，這些專業的模擬軟件可以進行場景現實模擬、照明計算等，并形成照明設計報表。建筑照明設計師應當盡量采用這些專業的照明設計模擬軟件，以實現建筑照明節能優化設計的。

4采用智能化照明控制

智能化照明控制能夠在有效滿足建筑照明需求的情況下，降低由照明而產生的能源消耗。建筑智能化照明控制能夠根據使用情況，改變建筑內部、外部的照明水平。光控調光控制器是目前常用的建筑照明節能控制器，能夠對光源功率進行控制，當射入建筑內部的自然光增強時，光控調光控制器就能夠自動調小燈具的功率，降低光輸出，使建筑內部的照度保持不變，在照明質量得到保證的情況下，實現較佳的照明節能效果。此外，超聲波控制開關與紅外控制開關等，均能夠發揮建筑照明智能化控制的作用，實現建筑照明節能。當建筑場所內有人時，超聲波傳感器或紅外線傳感器就將發出信號，自動打開照明燈具；當建筑場所內的人離開一段時間后，如果沒有人再進入此場所，超聲波傳感器或紅外線傳感器就會發出信號，自動關閉燈具。建筑照明智能化控制裝置已經越來越廣泛地應用到建筑工程中，在照明節能中發揮著重要的作用。

5結語

綜上所訴，建筑照明節能優化設計在降低建筑能源消耗方面發揮著非常重要的作用。為了提高建筑照明節能水平，就應當廣泛應用新型高效的節能光源，如熒光燈、高壓鈉燈與金屬鹵化物燈等；就應當選用電子鎮流器與節能型電感式鎮流器；就應當采用先進的照明設計模擬軟件，以提高照明設計的合理性；就應當采用光控調光控制器、超聲波控制開關與紅外控制開關等智能化的照明控制。

參考文獻：

[1]劉運武.建筑照明節能技術措施[J].電工技術雜志,2004,(05):45-47.

[2]徐群英.建筑照明節能設計[J].低壓電器,2007,(12):45-48.

第9篇：建筑專業優化設計范文

關鍵詞:房屋建筑結構;設計;優化技術

1房屋建筑結構設計中的優化技術概述

房屋建筑結構設計中的優化技術主要是指在保證房屋建筑質量的條件下，在盡量降低成本的條件下，通過優化設計方案，完成房屋建筑的結構設計。對房屋建筑結構進行優化設計，一般分為主體結構的優化和子結構的優化。從部分結構設計優化方面來分，又分為上部屋頂結構設計、中部主體結構設計和下部基礎結構設計。此外還包括建筑結構選型、建筑結構受力設計、建筑結構的布置設計等內容?？傊?，要以房屋建筑的主體性結構為主，在保證設計滿足房屋建筑質量與安全的基礎上進行優化。同時，要注重工程造價，這對建筑企業的經濟效益具有重要作用。不能盲目追求結構設計的優化，要在合理的資金投入范圍內，既滿足房屋建筑的實際居住需求，又兼顧房屋的美觀程度。在優化過程中，要對房屋建筑結構進行科學分析，有針對性地進行。

2房屋建筑結構設計中優化技術的意義

在房屋建筑工程結構設計中，保證建筑工程的質量是關鍵。在保證安全與質量的基礎上，對建筑結構進行整體分析、考量，對相關數據信息進行綜合評價，找出結構設計上的不合理之處，或者在結構設計上尋求創新，采取有效、有針對性的優化措施，不僅能夠使房屋建筑的結構更加科學、合理，在一定程度上還會降低施工成本，降低了整個工程的造價，有利于提高建筑企業的經濟效益，促進建筑工程的不斷發展。

3房屋建筑結構設計中的優化技術應用具體分析

3．1房屋建筑基礎結構的優化設計

在房屋建筑結構優化設計中，首先就是地基的優化設計。地基結構設計是整個結構設計的基礎，這是保證建筑工程順利進行設計與施工的關鍵。特別是在建筑行業發展迅速的背景下，市場競爭越來越激烈，相關政策制度對地基結構設計的要求也越來越高，為了保證建筑工程的性能，滿足人們的實際需求，需要相關設計人員認真考察建筑區域的實際情況，同時結合建筑物的實際情況，科學、合理地制定地基結構設計方法，對此進行優化設計，力求選擇造價最低、性能最好、結構設計最優的方案進行施工。

3.2案例分析

對于地基基礎結構的優化設計，首先，要科學地選擇合理的設計方案，如果是樁基礎，樁基類型要根據施工場地的具體地質條件來選擇，在保證設計質量的同時，盡量降低造價。對于樁端持力層進行仔細分析、比較，最后確定最佳的方案。3.2．1案例1某工程位于福州市晉安區鼓山鎮化工路北側、東山路西側，方位示意見圖1，根據相鄰地塊已施工完基礎項目的判斷，采用管樁的造價比沖孔樁的造價高。因此，前期慎重樁基選型極為重要，可以從以下幾方面綜合考慮。1)根據地質提供的資料初步計算，判斷管樁和沖孔樁的經濟性。地質土層分別為:①雜填土，厚度1.5～3.60m;②粉質黏土，厚度0.60～6.50m;③淤泥，厚度4.50～10.20m;④含碎石粉質黏土，厚度0.80～5．10m;⑤粉質黏土，厚度1.20～14.40m;⑥淤泥質土，厚度2.20～7.80m;⑦卵石，厚度0.90～6.10m;⑧全風化花崗巖，厚度1.30～8.30m;⑨砂土狀強風化花崗巖，厚度1.90～29.60m;⑩以下為碎塊狀強風化巖及中風化巖。2)采用PHC500－125AB管樁(承載力特征值2400)，根據項目部提供的造價大概為145元/m，由于存在卵石層，管樁無法穿透，后期補樁30根，而且淤泥層厚度超8m，違反省標規定，因此，必須采用水泥土攪拌樁固化土層。見表1。2)采用800灌注樁(施工方式不討論)，持力層為中風化層，并使用后注漿工藝，且參考其他項目承載力特征值取5000，見表2～3。4)由于現場地面有較多的雜填土，地面上存在較厚的淤泥，管樁走機需采用地面處理，按工程部提供的數據，現場換土的平均深度為2.5m，挖方的價格為70元/m3，磚碴回填為40元/m3，以5#的施工范圍(1500m2)計算，總費用為42萬元。5)從工期考慮，管樁施工日期為8月17日～11月12日，將近90天，灌注樁按照平均3天一根，5臺機，大概需要70天，時間也相近。綜上所述，152－65－27.4－42=17.6萬元，雖然管樁比灌注樁便宜，但是管樁在施工前，需要對場地進行處理，施工工期反而比灌注樁長了，考慮整個工程的貸款利息，采用灌注樁反而節約成本。3.2.2案例2天津市某項目對于高層地庫頂板結構方案問題進行了優化處理，減少地庫土建投資約15元/m2，造價經濟，施工方便，效果美觀。1)天津地區一般做法。目前地下車庫設計中一般選用兩種樓蓋形式:梁板樓蓋和無梁樓蓋。梁板樓蓋體系簡單，計算軟件模擬度高，天津地區建筑結構樓面采用梁板結構較多。2)本項目結構優化做法。地下車庫一般頂板荷載較大，抗側力要求較低，設備管道較多，無梁樓蓋較之傳統的梁板結構體系具有建筑效果好、有效降低地下室層高、方便設備安裝等優點，非常適合采用無梁樓蓋作為地下車庫頂板。本項目施工圖開始前，選取標準5跨8．1×8．1(m)網格進行計算，我們對采用兩種結構方案的地庫頂板結構做了詳盡對比，見表4。3)成果。通過以上對比可以看出，若采用無梁樓蓋方案，則采用350mm板厚+700mm柱帽的無梁樓蓋結構最為經濟。在有消防車荷載作用下，梁板結構較無梁樓蓋結構節省10元/m2，在無消防車荷載作用下，梁板結構較無梁樓蓋結構造價高出10元/m2。但有消防車荷載的地庫所占面積比例較小，且采用無梁樓蓋方案，地庫層高可由3700減至3500，可減少土方開挖、降低豎向構件等成本，根據以往的經驗數據分析，如果地庫層高減少200mm，則可減少地庫土建投資約15元/m2。天津地區由于地下車庫內采暖與通風排煙管道較多，且因嚴寒天氣給水、中水及采暖管路均需做保溫，管路較多及保溫厚度等因素對車庫的層高影響較大，通常天津地區地下車庫層高在3600mm以上，本項目無梁樓蓋方案層高為3500mm，在天津地區已達到較高水平。采用350mm板厚+350mm柱帽的無梁樓蓋方案，造價上較經濟，施工也較方便。施工完工后建筑效果較為美觀。

4結論

綜上所述，房屋建筑結構設計中應用優化技術，是我國建筑行業快速發展的實際需要與具體要求。建筑設計人員要不斷提升自身的專業設計能力，根據建筑工程的實際情況，有針對性地采用合理的優化技術，對建筑結構進行優化設計，不斷提高設計水平，促進建筑行業健康、穩定發展。

參考文獻

［1］徐凌云．探討房屋建筑結構設計中優化技術的應用［J］．中國房地產業，2016，31(15):91－92．