发布时间：2024-01-31 16:36:26
序言：写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁，我们为您精选了8篇的工程结构优化设计基础样本，期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发，请尽情阅读。
关键词：建筑结构；优化；整体布局
中图分类号：TU3 文献标识码： A
随着现代城市进程的不断加快，城市建筑的功能化和多元化要求也越来越高，人们在追求建筑安全和质量可靠的基础上，更加开始注重建筑的舒适度、环保性等。轻质高新材料和新的设计理论的快速发展，和现代信息技术的不断应用，为建筑结构的改善提供了更强大的技术基础。建筑结构的优化设计，在现代提倡的可持续发展和节能环保大环境背景下会越来越有必要。因此，加强有关建筑结构优化设计的探讨，对于提高建筑结构的良好性能和建筑的整体质量具有非常重要的理论和现实意义。
1、建筑结构优化设计及其原则
1.1 建筑结构优化设计。
建筑结构优化设计是指在符合各种特定要求和某些规范条件下，能够使结构的刚度、造价、重量等目标达到最优的设计方法。优化设计就是在可用的设计方案和措施中选择最为有效和高质的方法。
结构优化设计的过程一般是条件-分析-搜索-最优设计，其始终综合性的结构分析过程。搜索是指对结构设计方案进行修改和优化的过程，它首先会分析设计方案能否符合各种目标条件，如果不能，则对其进行规则性的修改，从而逐渐接近预期目标。结构优化设计的实质目的就是在所有的可选设计方案和措施中选择造价最低、材料最省、最接近预期目标的方案，这样结构设计实际就是在“比较和分析”基础上逐步演变成“优选和综合”过程，这对于工程结构质量和经济效益的提高具有重要作用。
1.2 建筑结构优化设计的原则
1.2.1安全性。安全性是建筑结构设计中的首要考虑因素。建筑结构优化设计中，要在设计阶段、决策阶段综合考虑建筑的安全性，在保证建筑结构安全可靠的基础上开展的优化。
1.2.2 经济性。建筑结构优化设计的经济性原则是指能够在新的市场经济条件下完善资源配置，就是在建筑结构的优化设计过程中，能够对各类资源材料实现最高的利用率和最大程度的节约，从而最大化的节省成本。此外，对于部分稀缺材料的应用，在建筑结构优化设计中要尽可能减少材料使用量，减少建材使用成本。
1.2.3 功能性。建筑的主要作用就是为人类提供重要的生存环境，因此建筑结构优化设计的最终目标也是尽最大可能满足人们的各种建筑需求。现代结构设计中除了要加强传统的使用功能，还要不断提高建筑的协调性、智能化、美观性和舒适性等，以此不断使最大限度的发挥建筑的功能性需求。
1.2.4环保性。环保性原则是现代建筑设计中必须重视的一条重要原则。建筑结构优化设计应当通过整体布局环保、建筑材料环保等多方面来实现建筑的可持续发展。在建筑的整体布局中，要在加强建筑结构主体环保的基础上，不断改善建筑过程中废旧材料的利用率和提高建筑未来使用中对环境的适应。在选择建筑材料时，应当在确保建筑安全性和功能性的基础上，加强对环保型材料的选取。
2、建筑结构优化设计的具体措施
2.1结构基础形式的优化。由于基础费用占项目土建总造价比例较大，且其安全度通常需高于上部结构，因此基础优化从两方面阐述：（1）重视对地质报告的研究分析，了解各种地基的变形特性，结合上部结构的不同条件，通过整体的分析计算，选择适宜的基础方案；（2）重视概念设计，根据基本理论知识以及丰富的实践经验，分析、预见可能出现的各种问题，找最合理的处理方案。
2.2结构上部形式的优化。建筑类型和功能要求的不同决定了建筑结构形式的不同，这里主要从三方面阐述：（1）平面布置在基本满足建筑师设计意图的基础上，平应尽量规则、均匀、对称，尽量缩小质量中心和刚度中心的差异；（2）竖向刚度在满足建筑功能要求的前提下，宜渐变，避免突变；（3）传力路径力求简洁清晰，以最直接的方式将楼面上的荷载传递到主梁上，再由柱，剪力墙等传递到基础、地基。
2.3 多程序计算的比较。不同程序不同的程序，由于技术模型和计算假定的不同，计算结果会有不同。应在设计中仔细的分析和比较多个程序的计算结果。不是简单的应用程序的计算结果，而是分析、比较、判断，进而对计算结果进行合理的调整和取用。这不仅需要结构工程师做大量计算工作，更重要的是运用以往工程经验对计算结果做出合理有效的判断。计算和分析清晰了，就可以作到心中有数，配筋的时候做到有的放矢，控制关键部位的配筋，减小不必要的配筋，不靠盲目加大配筋保证安全，而是靠计算的精准保证结构的安全并实现采用较小的用钢量的目标，从而达到优化成本目的。
2.4 构件截面和配筋优化。配筋时要注意计算结果的合理取用，遵循“强柱弱梁，强剪弱弯，强节点，强锚固”等重要抗震概念。在满足计算的情况下禁止随意放大钢筋，所选钢筋既要综合考虑构件在强度、挠度、裂缝等方面的要求，也要兼顾施工上的方便和可操作性。
2.5 构造措施的优化。在通用的钢筋混凝土结构中，应当尽可能选用高质量和高标号的混凝土，并利用高强度钢筋，以在提高结构强度的基础上减少钢筋用量，减小构件截面，降低自重，减小地震力，节省成本；采用轻质、节能、环保的内隔墙材料，可以降低自重，减小地震力，从而减少整个结构的钢筋和混凝土用量。在大高层建筑中，应当尽量选用预应力混凝土和型钢混凝土作为大跨度结构、受力衔接点和结构转换层的基本材料，以最大限度提高建筑的安全性和功能性。另外，要加强对抗震性、抗土性、抗水性材料的选择，以减少突发性洪水、地震等自然灾害的危害。
3、结论
建筑结构的优化设计，是满足建筑的多元化和多功能性要求的重要手段。因此，结构设计人员应当在坚持安全性、经济性、功能性、环保性原则的基础上，不断拓展建筑结构优化措施和技术，提高结构优化技术的应用水平和能力，以有效提升建筑结构的整体性能和质量。
参考文献：
[1]肖燕武.浅谈建筑结构设计的安全度[J].科技创新导报，2011，06（10）：61-62.
关键词:钢筋混凝土;结构设计;优化
Abstract: through the reinforced concrete frame structure reasonable optimization design, can significantly less steel, concrete dosage, on the one hand, can reduce the project construction cost, on the other hand also can effectively slow building energy consumption and achieve the purpose of intensive construction, so in modern engineering construction, must vigorously promote structural optimization design method. This paper introduces the reinforcement concrete frame structural optimization design methods and steps, the reinforced concrete building structure design optimization empirical analysis.
Keywords: reinforced concrete; Structure design; optimization
中图分类号： TU318 文献标识码： A 文章编号：
钢筋混凝土框架结构是一种用量最大也是最普通的一种结构形式, 一般设计人员用计算机软件分析, 很快就能得到分析结果, 如果设计人员掌握了一般的结构优化概念和方法, 设计人员在追求设计速度的同时就可以进一步优化结构方案, 那么通过优化结构设计每年节约的建筑材料是相当可观的, 而且结构整体性能也大大提高。
一、钢筋混凝土框架结构优化设计方法及步骤
1、常用的结构优化设计方法概述
结构优化设计大致可以分为三类, 即尺寸优化、性能指标优化和拓扑优化。
( 1) 尺寸优化。
对结构进行优化设计的最简单和最直接的做法是修改结构单元的尺寸, 亦即在优化设计过程中将结构的尺寸参数作为设计变量, 这种方法称为结构尺寸优化设计。运用这种方法, 人们可以对结构进行优化, 以达到目标函数最优的目的。但尺寸优化不能改变原结构的形状和拓扑, 很难对原设计进行较大的修改。
( 2) 性能指标优化。
常用的形状设计方法将控制结构形状的某些边界控制点的几何信息取为设计变量, 由这些控制点生成结构的边界, 从而达到改变结构的形状, 使目标函数最优的目的。性能指标优化既可以改变结构单元的尺寸, 又可以改变结构的形状。
( 3) 拓扑优化。
结构拓扑优化方法的主要思想是将寻求结构的最优拓扑问题转化为在给定的设计区域内寻求最优材料的分布问题。它不仅要解决尺寸优化问题, 还要确定结点间杆件的连接方式, 是结构优化领域中更为困难、更具挑战性的课题。
2、优化设计步骤
通常对钢筋混凝土框架结构进行优化设计, 可以采用建立数学模型的方法进行优化设计, 即把工程实际问题用数学表达式表示, 包括选定设计变量, 选择目标函数, 建立约束方程等几个步骤。
( 1) 给定参数。指预先给定的描述结构特性的参数。在优化过程中,其值是固定的, 因此可以作为常数考虑, 如荷载、柱高、梁长、弹性模量以及材料容重等一般都属于给定参数。
( 2) 明确设计变量。优化设计中待确定的某些参数, 称为设计变量。一个结构的设计方案是由若干个量来描述的, 这些量可以是结构构件的截面尺寸, 如面积、惯性矩等几何参数, 也可以是结构的几何参数, 如结点坐标、高度、跨度和间距等, 还可以是结构材料的力学或物理特性参数, 如材料的弹性模量等。设计变量是最优化设计数学模型的基本组成部分, 是最优化设计最后所要确定的参数。
( 3) 构造目标函数。利用设计参数描述追求目标( 如重量、造价) 的数学表达式称为目标函数, 也称为直函数、评价函数, 它是设计变量的函数, 代表所设计结构的某个最重要的特征或指标。优化设计就是要从许多的可行设计中, 以目标函数为标准, 找出这个函数的极值( 极小值或极大值) , 从而选出最优设计方案。结构的体积、造价、刚度、承载力、自振频率等都可以根据需要作为优化设计中的目标函数。
( 4) 构建约束条件。优化设计寻求目标函数极值时的某些限制条件, 称为约束条件。它反映了有关设计规范、计算规程、运输、安装、施工、构造等各方面的要求, 有的约束条件还反映了优化设计工作者的设计意图。
二、钢筋混凝土建筑结构设计优化实证分析
某工程，两层地下室，负一层为超市，负二层为车库（含部分人防区域），上部结构由7 栋高层塔楼组成。施工图完成后受业主委托，对该工程地下部分进行了结构优化咨询。该工程优化是针对已完成的施工图，在不影响建筑使用功能的情况下，以满足现行的国家以及地区的行业规范、规程，确保建筑物安全和抗震能力为前提，通过对该工程的结构分方案和各类构件的截面、配筋优化，最大限度的降低建筑材料和人工消耗，优化过程以定性分析为主，辅以重点优化部位的定量计算分析，主要优化内容如下。
1、对基础形式进行优化
原设计基础形式高层部分采用板式筏板基础、多层和单独地下室部分采用柱下独立基础，因场地持力层有一定起伏，原设计为满足基础持力层的最低标高，将基础底标高均取- 6.8m 左右，同时在- 5.200 标高设地梁、地下室底板，导致基础板与地下室底板间高差很小，结构不合理，且土方开挖、回填量增加，基础与地下室底板间施工难度较大。优化设计将独立基础和筏板基础顶标高均改为- 5.200，使地下室底板顶标高与筏板基础、独立基础顶标高一致，同时对局部基础不能进入持力层的，采用毛石回填的方法解决，优化后基础受力更加合理，同时原设计筏板基础上方地梁和底板完全取消，节约了大量的钢筋和混凝土，减少了土方工程量，也降低了施工难度。
2、对地下室抗浮设计进行优化
关键词:建筑结构；优化设计；分析
中图分类号：TU318 文献标识码：A
引言
建筑结构设计就是建筑结构设计人员对所要施工的建筑的表达。而建筑是人类物质生存环境的重要载体。近年来，节能环保型社会建设理念的不断深入人心，进一步加剧了建筑的需求者与供应者对建筑结构优化设计的需要。建筑结构的优化设计，不但满足了投资者控制建筑投资成本的目标，而且更加符合使用者对建筑本体功能的需求，从而实现了社会整体经济效益的最大化。因此，建筑结构的优化设计，在市场经济下的节能环保型社会越来越成为可行。
1 建筑结构优化设计的基本理论
结构优化设计不应仅仅在结构本身,而是应包括建筑的各方面,科学地确定建筑结构优化设计几项基本原则并有效地按照这些基本原则去进行建筑结构设计,是非常重要的。建筑结构的优化设计主要体现在建筑工程的决策阶段、设计阶段、建设阶段。在建筑工程的决策阶段，确定结构优化设计所要达到的总体目标，满足本体功能，最大程度保障安全性，缩减投资成本；在建筑工程的设计阶段，确定每一个子系统及整体结构的优化布局；在建筑工程的建设阶段，以结构优化设计为建设原则，组织建设好每一个子系统从而实现整体结构优化布局。决策阶段结构优化选择是关键，设计阶段结构优化设计是核心，建设阶段结构优化建设是基础，3 个阶段互相验证、互为补充、缺一不可。建筑结构优化设计的基本要求:
（1）功能性
建筑是人类的基础物质生存环境，建筑结构优化的终极目标就是为了满足人类对物质生存环境的最大化需求。对功能性的满足也不再局限于传统的实用，而是增添了舒适性、美观性、协调性等多种新元素，满足人类对基础物质生存环境的更高要求。
（2）安全性
建筑作为人类生存的基础生存环境，与人类的生产、生活紧密相关，安全性成为建筑结构优化设计的必然考虑因素。一味追求建筑结构的优化设计，忽略决策阶段、设计阶段、建设阶段的安全性，其作为建筑不但没有任何实际意义，反而会给人类正常生产和生活带来致命的危害。因此，安全性是结构优化设计中的必然考虑因素。
（3）经济性
建筑结构优化设计的经济性是市场经济条件下对资源配置提出的新要求。经济性是指通过建筑结构的优化设计，最大化的节约各种材料资源，达到减少建设成本的目标。另外，各种材料资源都存在一定的稀缺特性，建筑结构的优化设计能科学合理的减少材料的使用量，节省建设材料使用成本。
（4）环保性
建筑结构设计的环保性是继经济性之后的一大更高要求，建筑结构优化设计过程通过材料选用品种的环保、整体布局的环保来体现可持续的发展理念。在建筑资源的材料选用方面，在保证建筑本体功能性、安全性的基础上，最大可能的选择节能环保型材料，同时，在结构优化的整体布局中，不仅强调建筑主体内部结构的统一与环保，也包括建筑建设过程中废旧材料的处理与应用，更不能忽略建筑未来使用过程中对环境产生的重要影响。另外，材料选用的环保、整体布局的环保也是结构优化设计过程中安全性的体现。
2 建筑结构优化设计的策略、安全与经济
2.1结构优化设计中的材料选用
基于物理学与建筑学的基本原理，建筑结构各个点、线、面都呈现出一定的力学承载力特征，而力学承载力本身的载体就是材料，通过各种材料的配置，加强构件的强度、刚性与延展性，钢筋混凝土材料的打造适应了这一趋势。工程实践证明，钢筋混凝土的结构设计中，梁柱是主要的承受载体，打造钢筋混凝土梁柱能局部提高梁柱的抗压力。因此，在工程建设实践中，采用高标号的钢筋混凝土，可以减少梁柱等构件的横截面，减轻结构本体的重量，同时也扩大了使用空间；而梁板以受弯为特性，采用高强度钢筋，能科学合理的减少钢筋的使用量。另外，结构建设者应科学合理的匹配钢筋混凝土结构中钢筋与混凝土的投放比例，最大限度发挥钢筋混凝土复合材料的复合特殊性能，所以在高层建筑结构中，在结构的转换层、受力复杂的衔接点部位与大跨度结构上，采用型钢混凝土、预应力混凝土是比较好的选择，同时保证高层建筑功能性、安全性、经济性的最大化性能发挥。在建筑结构设计与建设过程中，存在非常多的钢筋混凝土现浇板中混凝土标号过高的情况，一味追求高标号混凝土是没有任何意义的，高标号的混凝土无法理想发挥其强度性能, 反而为抵抗高强混凝土较大的收缩变形和满足最小配筋率要求,板中钢筋的配筋量却相继增加, 直接导致钢筋的使用量增加，间接影响工程投资成本的提高。
2.2 结构优化设计中的构件布置
建筑结构优化设计中的构件布置主要涉及梁、柱子、剪力墙的布置与设计。目前，高层建筑的结构设计大多采用框架- 剪力墙结构体系, 这种体系由钢筋混凝土框架和钢筋混凝土剪力墙2 部分组成,框架的梁柱为刚接,框架与剪力墙可为刚接,也可为铰接。高层建筑体日趋复杂,各种不同功能的建筑用房综合在一起,组成形态各异的高层建筑,给建筑结构优化设计增加了一定的难度。而框架- 剪力墙结构体系具有灵活组成使用空间的优点, 比较容易满足建筑物的使用要求, 而且框架- 剪力墙结构体系有较高的承载力,较好的延伸性和整体性,并且具备很强的吸收地震力的能力, 从而大大减小了结构本身的侧移。因此，在建筑结构优化设计的实践过程中，在框架-剪力墙结构设计中,剪力墙刚度的确定除了必须满足强度条件外, 还必须使结构具有一定的侧向刚度。基于此,剪力墙刚度的大小将直接影响到结构的安全性及工程造价成本。另外，在框架- 剪力墙结构初步设计阶段,简捷、准确地确定框剪结构中剪力墙最优数量,即可避免重复、繁琐的结构刚度调整计算,还可以达到减少经济成本的目标。
梁的选用与布置。常规梁经济性最好,但严重影响建筑层高，尤其是在目前土地资源有限的情况下，最终还是无法实现社会整体经济效益的最大化；宽扁梁能减少梁的截面高度,增加建筑物的净高。在建筑物总高度限制的情况下,可以增加层数,以获得更多的建筑面积。但宽扁梁在经济指标上与常规梁相比并不是最优,由于y 方向截面高度减小,使得纵向钢筋的配筋率较高,同时挠度偏大。在跨度进一步加大的情况下,也可采用预应力梁,以满足建筑物的特殊要求,但费用较高。此外，高层建筑框架柱截面大小主要由轴压比控制, 在上部轴力一定的情况下,可以通过加大柱截面、提高混凝土设计强度、加大柱箍筋、采用钢混凝土柱等不同方法来控制柱轴压比，最大化程度保证功能性与安全性。
2.3 结构优化设计中的整体布局
为实现这些目标，建筑结构决策者与设计者须从结构优化设计的全局观念出发，利用结构设计中的点、线、面，确定建筑结构设计的总体布局，处理好点、线、面之间的架构关系，借助于材料的选用、构件的布置，充分发挥单个构件与整体结构的配合与协调，使之能实现最佳受力状况，既实现整体结构良好的承重力、刚性与延展性，也实现单个构件的最大化与最佳化利用，保证达到建筑设计的国家质量标准，实现建筑功能性、安全性与经济性的多重目标。
关键词：建筑结构；设计；优化设计；分析
1 建筑设计优化的重要意义
使用合理的优化方法，对建筑的结构设计进行优化，既能降低整个工程的造价，还能提升建筑的经济价值，从而能够有效提升建筑的经济效益。
1.1 使工程的造价降低
建筑工程结构优化设计在会充分的考虑到现行阶段的建筑行业的发展趋势来进行剖析，根据现行的建筑特点来进行设计，如当前的高层建筑和高层的住宅偏多，因此其层数很多，在建筑用地面积不变的情况下建筑总面积很大，在面对高层建筑的结构设计时，为了节省用地，会将建筑物的房顶进行细致的规划，可以保证整个工程的总造价降低，节约成本。
1.2 能够提高建筑结构的经济效益
建筑结构的设计需要保证到建筑工程的经济效果，随着建筑的层数的增加，高度也会增加，与其相关的墙体面积、柱体面积及配套的设施如管道等都会增加很多，层数比较少或者高度比较低时相应的建筑就会节省一些这样的荷载。同时，高度越高的建筑，相邻之间的距离也会比较远，这样不利于节省用地开支的目标实现，如果让建筑的总高度下降，那各建筑之间的距离也会靠的近一些，这样可以节约用地。另外，相同面积的建筑之间，建筑的平面形状不同会使得其周长不同，越规则的平面形状其周长会小一些，并且能够提高其荷载的性能，增强了建筑的质量。优化创新后的建筑结构设计相较于传统的设计，能够有效降低建筑的总造价，能够有效的提高建筑结构的经济效益。
2 建筑结构设计优化的具体内容
建筑结构优化设计的内容可以分为目标函数选择、变量选择、约束条件选择三个步骤，每一个步骤都涉及到建筑结构优化设计的一个方面的内容。
2.1 目标函数选择
确定建筑结构的目标函数是建筑设计人员对建筑结构进行优化创新设计时的第一步，通过采用相应的技术与办法，以建筑的面积的参数以及建筑可以达到的安全标准为前提，结合建筑建设所用的建筑材料等进行系统的规划和计算，要保证相关的参数在计算的过程中要满足相关的需求。合理科学地选择建筑的工程造价模式是建筑设计相关人员在建筑结构优化设计过程中必须要进行的工作，要尽量优化建筑结构设计，在保证建筑质量的前提下，降低工程的总体造价。
2.2 变量选择
建筑工程的设计阶段，除了对建筑工程优化设计的目标函数进行正确的选择，还要对建筑结构的进行变量选择，变量的选择对于建筑结构的设计也是至关重要的。变量选择，顾名思义就是对影响建筑结构设计的各种会变化的因素进行分析和选择，并研究其中会对建筑结构设计造成的影响最大的一个因素，然后在实际的设计过程中，对其进行评估计算以及控制其影响程度，以发挥建筑工程结构设计优化方法的作用。
2.3 约束条件选择
建筑工程是一个复杂而又系统的工程，因此在实际的设计过程中，受许多约束条件所影响，在对建筑工程结构设计进行优化设计时，必须要考虑到建筑工程的约束条件、对约束条件的准确判断，能够实现建筑结构优化设计的最大化。比如，在建筑设计时，设计人员对结构的强度、尺寸、应力等等因素所存在的约束条件进行判断选择，要以建筑工程的实际情况作为出发点，进行科学合理的选择，使得建筑结构设计的优化工作具有模范性和科学性，给建筑工程的施工打好基础，提高整个工程项目的效率和经济效益。
3 建筑结构设计优化的具体措施
建筑结构的优化方法，是由建筑结构的整体设计优化方法以及建筑结构的细节结构优化方法@两个发面体现出来的。在建筑结构整体的优化设计中，要立足整体，全面的分析总体的数据，并相互协调，确保选出最优的优化方法。在细节结构优化设计中，要对建筑结构的各个方面进行剖析，合理划分为不同的部分，逐个解决相关的选型、布置、造价等几个部分的优化设计，实现降低工程造价的目标。
（1）拓扑优化法。拓扑优化法，就是通过在建筑结构设计优化过程中，结合建筑自身的特点以及实际的用途和情况，正确找到理想化的建筑结构分布形式，全面的分析建筑结构的刚度和其他与结构相关联的属性，来减少建筑结构自身的重量，从而提升建筑的性能。设计人员要充分掌握以及了解拓扑分析方法的优点，合理运用拓扑分析方法，使得设计出来的建筑结构拥有很强的逻辑性。
（2）截面优化法。截面结构的可靠性以及安全性是建筑结构优化设计时相关人员必须要考虑的一个重要方面。截面结构作为建筑结构的细节所在，其性能是最能体现出建筑的整体性能的。在实际的设计过程中，为了保证截面结构的的可靠性与安全性，设计人员要对建筑结构中所涉及的界面进行准确的计算，然后再进行设计，不仅可以提升建筑结构的稳定性，还可以提高建筑的美观程度。具体的方法有，可利用有限元方法来计算设计变量的结构位移情况以及应力特点，然后用计算设备对获得的数据进行验算和分析，得出结果后，根据其需求调整，确定调整的范围，在此范围中再进行区域优化设计。
（3）外形优化法。外形优化是在界面优化的基础上进行完善的，以达到更好提升建筑的结构设计质量的目的。在对建筑结构进行外形优化时，相关人员要对建筑的整体情况掌握得很清楚，再根据我国现行的建筑柱结构设计的相关标准，在掌握的建筑的情况的基础上进行改进。建筑结构的外形特征就是利用外形优化法来进行划分的。外形优化方法在实际的实施过程中，通常会采用连续性结构与杆系结构。建筑结构的节点坐标选取是杆系结构的重要环节，节点坐标在选取好后，要将其作为设计的一个变量，来实现建筑外形优化设计的目标及需求。
（4）细节部分结构设计与概念设计相结合。概念设计优化方法，是在比较缺乏详细的相关数据的情况下进行的。某些因素是具有不确定性的，比如地震，在对建筑的抗震能力进行设计时，由于缺乏详细的数据，只能通过概念设计的优化方法，将一些存在的数据当作辅助来进行。同时，通过结合上诉的一些结构优化方法，使得优化效果更佳。另外，在设计的过程中，对建筑结构的细节部分进行优化设计是必须要做的工作，如现浇混凝土施工过程中，异形板料的弯曲部分容易开裂是一个比较突出的问题，对此我们将其进行简化，然后再选择钢筋，这样能有效的降低混凝土出现开裂现象的几率，不仅提高了经济效益，最重要的是满足了建筑结构的基本需求。
（5）对地基结构进行优化设计。对建筑的地基进行优化设计也是优化整个建筑结构的有效方法。选择合适的方案对于地基的结构优化来说很重要，例如，桩基类型的选择，要以实际的施工情况为准，并实现降低造价的目标，然后以桩端持力层的厚度为参考，选择科学合适的灌注桩长度，且对不同的优化方案进行集中对比，尽量使得选择的方案是最佳的。再比如，桩筏基础是某建筑结构的原有设计方案，通过把该设计利用的桩筏基础改为桩基础的优化方法，设置不同的承台，在此优化中，在保证总的沉降值和不均匀沉降值的前提下，顾及到的是基础传力的传递路劲越短会越省材料的原因。与桩筏基础设计方案相比，桩基础是一个更好的选择。
4 结束语
综上所述，建筑结构的优化设计能够使得建筑质量更好、更加美观、降低工程造价以及提升建筑的经济效益，在建筑行业竞争激烈的今天能够提高企业的竞争力，也能够为人们带来更有安全保障和质量保障的建筑物，因此其在建筑工程中是一个很重要的环节。但在建筑结构优化设计在实际的实施过程中，是比较复杂的，需要多方面的出发，充分结合实际的情况选择科学合理的方案，以实现对建筑结构进行最佳的优化目标。
参考文献
[1]李贵江.建筑结构设计优化设计新方法探析[J].江西建材，2017（01）.
【关键词】 结构设计优化；建筑设计应用
传统的结构优化设计，实际上指的是结构分析，其过程大致是假设-分析-校核-重新设计。重新设计的目的也是要选择一个合理的方案，但它只属分析的范畴；且只能凭设计者的经验作很少几次重复以通过“校核”为满足。结构优化指的是结构综合，其过程大致可归纳为：假定-分析-搜索-最优设计四个阶段。其中的搜索过程是修改并优化的过程。它首先判断设计方案是否达到最优（包括满足各种给定的条件），如若不是，则按某种规则进行修改，以求逐步达到预定的最优指标。[7]
一、结构设计优化方法的理论基础
在工程项目结构设计过程中，需要认真考虑的问题有很多，最终要实现的目的是需要在设计对象基本适用功能和安全可靠性有一定保障的基础上，更好地设计设计对象，使其达到最佳效果。在此基础上，工程和结构最优化的问题就必须要引起重视。
从建筑理论上分析结构设计优化方法可以得知，结构设计优化方法主要体现在两个方面，其一是房屋工程部分结构的优化设计，其二是房屋工程结构总体的优化设计。后者的优化设计包括：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。穿插其中的，还包含选型、布置、受力分析、造价分析等项目，在实施过程中，应遵循一定的原则，结合具体工程的实际情况，从实际出发，围绕房屋建筑的综合经济效益目标进行结构优化设计。
在设计安全被保证的情况下，建筑师应开拓创新，挑战新的结构形式。在建筑结构设计的过程中，建筑师的设计意图应能够得到基本满足，应设置尽量符合规则的平面布局，使其对称；同时缩小质量中心和刚度中心的差异，使建筑物在水平荷载作用下不致于产生太大的扭转效应。在竖直方向的布置上，应确保在满足功能要求的情况下，尽最大可能贯通竖向的承重构件；为使结构分析和设计上的难度不致于太大，减少不必要的经济浪费，使应力分散，转化层应尽可能少地使用；竖直方向的刚度要渐变，而不要突变，如若不然，在水平荷载作用下，突变处会产生严重的应力集中现象，这是非常不利于结构抵抗水平动力荷载的。
二、优化的结构设计技术在实践中的应用
在优化结构设计方案设计好以后，就可以在实践中融入这种理论方法。当前，结构设计优化属于一个较为普遍的课题，在能够充分利用结构优化方法而且其适用性能不出现改变的基础上，使工程造价目的得以实现，在实践中充分地运用结构设计优化方法，对于我国建筑工程设计人员而言，是很有必要的，也是很重要的。结构设计优化设计在项目的整体设计、前期设计、旧房改造以及抗震设计等环节中，能够产生巨大的效益。在结合结构设计优化方法以及模型的基础进行实践，一定要注意一下三方面的问题：在结构设计优化的前期工作中积极参与，优化概念设计和细部结构设计，对下部的地基基础结构设计进行优化。下面就针对这三方面开展进一步的分析和讨论：
1.在结构设计优化的前期工作中积极参与
由于前期方案的确定与建筑的总投资之间有着直接的关系，而现在存在的普遍问题就是前期方案阶段结构设计并不参与其中，建筑师在实施建筑设计的时候，通常情况下都不对结构的合理性以及其可行性进行充分地考虑和分析，但是建筑设计的结果对于结构设计而言，能够产生直接影响，有一些方案可能会使结构设计的难度有所增加，在此基础上会使建筑的总投资得以提升。若是在方案初期，结构优化设计就能够参与到其中，那么我们就能够依据不同的建筑类别，将合理的结构形式和合理的设计方案选择出来，从而有一个好的开始。
2.优化概念设计和细部结构设计
针对那些没有具体数值量化的情况，概念设计是最佳的选择，例如，地震防烈度的设置，由于它具有一定的不确定性，计算式与现实之间难免会存在一定的差距，在设计过程中，概念设计的方法是比较适用的，将数值作为辅助参考资料。在设计过程中，设计人员需要能够对结构设计优化的方法灵活充分地运用，从而达到最佳效果。
3.对下部的地基基础结构设计的优化
在地基基础结构设计优化过程中，合适方案的选择是很重要的，若是桩基础，那么就需要与现场地质条件相结合，将桩基类型合理地选择出来，使造价得到最大程度地节省。桩端持力层会对灌注桩桩长的选择产生一定的影响，在这种情况下，应该多比较，最终确定最佳方案。
例如：某中学艺体馆，三层22m跨大梁采用后张有粘接预应力新技术，解决了跨度大、荷载大的问题；梁截面400*1500mm，选用后张有粘接部分预应力混凝土梁，预应力钢筋
3-7∮5，利用荷载平衡法平衡恒载+1/4活载，以保证在无荷载时不至于反拱过大。
三、结论
对结构设计优化的技术方法进行充分有效地利用，可以使有限的空间、有限的资源得到一定程度的提升，从而使其的效果得到最大化的发挥，在此基础上，经济化、实用性以及适用性的目标得到有效实现。在这种情况下，建筑产品的品质要求实现了不断提升，从而使人，们对居住条件以及生活环境的要求得以实现，与此同时，建筑商满足顾客需求的手段也实现不断更新的目的，最终使建筑工程造价成本的目标得到有效地降低。
参考文献
[1] 卢亦焱，黄银燊，唐红.房屋加层外套框架结构方案的优化设计[J].哈尔滨工业大学学报. 2009（04）
[2] 马臣杰，张良平，范重.优化技术在深圳京基金融中心中的应用[J].建筑结构. 2009（S1）
[3] 张红友.优化结构设计 减少建设投资成本[J].陕西建筑. 2008（11）
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（长沙市规划设计院，长沙410007）
摘要：建筑结构优化设计对于项目的成本控制起着重要的作用。在建筑结构优化设计中引入价值工程理论，通过功能成本分析，将技术问题与经济问题紧密结合，以最低的成本费用，可靠地实现产品的必要功能，从而提高产品的价值，弥补设计工作的不足。本文通过价值工程在建筑结构优化设计中的使用，说明价值工程在结构优化设计中的意义，确保有效优选。
关键词 ： 建筑结构；优化设计；价值工程
中图分类号：TU2 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）24-0130-02
作者简介：罗利波（1978-），男，湖南长沙人，高级工程师，研究方向为结构设计及加固。
1 建筑结构优化设计概述
1.1 传统的建筑结构设计方法
传统的建筑结构设计方法，过程大致是根据经验给出一个设计方案和做法，用力学方法进行结构分析，检验结构及构件是否满足规范规定的强度、刚度、稳定性、使用等方面的要求，或通过对少数几个方案进行比较而选出可用方案。通常的步骤是假设、分析、校核、重新设计。
1.2 建筑结构优化设计方法
我国建筑结构设计优化设计理论研究始于六十年代，1973年钱令希教授发表《结构优化设计的近展》，将数学规划法和准则法结合在一起，假定结构构件处于满应力状态，分别对构件进行优化。由于结构优化设计的重要性，很多学者对结构优化设计做出大量的研究，使结构优化设计理论研究不断发展。1982年，钱令希教授在《我国结构优化设计的现况》中详细总结了这十年的结构优化设计研究和应用方面的成果，为我国进行优化设计研究指明方向。2001年，大连召开第四届WCSMO会议，30多个国际200多位学者参加了会议，会议内容包括结构与多学科问题的灵敏度计算、分析计算、优化设计及其工程应用等。
目前，建筑结构优化设计主要指结构综合与优选，过程大致是假设、分析、修改设计、最优设计，这种修改设计是在满足各种规范或特定要求的条件下，通过优化方法，从管理、技术、经济各方面综合考虑，采用结构优化程序、应用优化理论方法，找出最优级的方案（材料最省、造价最低、或某些指标最佳的方案），以达到最优目标。
1.3 大师对建筑结构优化设计的看法
中国工程院院士江欢成：“我国优化设计工作方兴未艾，大有可为。它符合可持续发展和科教兴国两大战略，它是我国建设方针的体现，是科学发展观在建筑行业中的落实。优化设计工作，私企、民企对此态度积极，国企相对不够重视。建议政府给予支持”。
中国工程院院士程耿东：“在建筑领域应用优化设计，不仅可行而且十分符合节约能源，保护环境的可持续发展观。结构优化设计作为一种基于计算机的快速自动设计过程，可以在满足规范等约束条件下得到优化的设计方案，降低成本造价，提高结构性能。增大使用空间，缩短施工工期，是设计者追求的终极目标，在建筑领域应用和推广结构优化设计更有着不同寻常的意义，对设计单位、开发商、百姓都是好消息，它是惠及百姓的环保设计理念，具有前瞻性，会带来多赢”。
2 运用价值工程优化建筑结构设计
价值工程，是一门技术与经济相结合的现代管理科学，是通过对产品的功能与费用系统分析，使之以最低的寿命周期成本，可靠地实现产品的必要功能的管理方法。运用这种方法，通过功能细化，去掉多余的功能，对功能实施重点控制，目的是以研究对象的最低寿命周期成本可靠地实现使用者所需功能，以获取建设项目经济效益、社会效益以及环境效益的最佳结合。
价值工程以功能分析为核心，着眼于建筑产品的寿命周期成本。建设费用、使用费用与功能水平的变化规律决定了寿命周期成本（图1），随着功能水平提高，建筑产品的使用费用降低，建设费用却在增高，反之，使用费用增高，建设费用降低；建设费用C1的曲线和使用费用C2的曲线的交点所对应的最低寿命周期成本Cmin才是最低的，最低寿命周期成本Cmin所对应的功能水平F0是从费用方面考虑的最为适宜的功能水平。
价值工程的目标表现为产品价值的提高，是对象所具有的功能与获得该功能的费用之比，可用公式表示为：价值（V）=功能（F）/成本（C）。
提高产品价值的途径：
某住宅小区在基础设计前对方案对比优化设计。该工程场地稳定，无不良地质作用。场地类型为软弱场地土，建筑场地类别属II类，拟建场地可不考虑地震液化的影响。场地自上而下各地层为：
①素填土①：平均层厚10.78m，结构松散，未完成自重固结，局部有建筑垃圾分布，承载力低。
②粉质粘土②：分布连续，埋深大，层厚0.90m~5.00m，可塑~硬塑，稍湿，不宜选择该层作为拟建多层建筑物基础持力层，fa=240kPa。
③强风化板岩③：厚度较大，岩心呈块状，遇水易软化，失水易干裂，fa=340kPa，qpa=2100kPa（人工挖孔灌注桩），qpa=2500kPa（沉管夯扩灌注桩）。地下水：主要类型为强风化板岩③基岩裂隙水，微承压性，该段地下水水量较少。在勘察期间，稳定地下水位埋深为5.32~13.20m，高程为52.77m~59.36m。拟建场地有一层地下室。地下水在直接临水或强透水层中对混凝土具有中等腐蚀性，在弱透水层中不具腐蚀性；对钢结构具弱腐蚀性。
可选桩型及优缺点：
①沉管夯扩灌注桩，优点：在桩端处夯出扩大头，单桩承载力较高；桩身质量高；施工机械轻便；施工速度快、工期短、造价低；无泥浆排放。缺点：遇中间硬夹层，桩管很难沉入；遇承压水层，成桩困难；振动较大，噪声较高；属挤土桩，设桩时对周边建筑物和地下管线产生挤土效应；扩大头形状很难保证与确定。
②预应力管桩，优点：单桩承载力高；单桩承载力造价便宜；运输吊装方便；施工快、工效快，工期短。缺点：噪音大，挤土量大，会造成一定的环境污染和影响；打桩时送桩深度受限制，在深基坑开挖后截去余桩较多；在“上软下硬、软硬突变”的地质条件下，不宜采用锤击法施工；不适合桩端持力层为遇水易软化的风化岩层。
③长螺旋钻孔灌注桩，优点：不受地下水位的限制，穿透力强，施工过程无噪音，振动小、无排浆、无塌孔，成桩效率高。缺点：桩身强度不足；桩底不能入岩，单桩承载力低。
④人工挖孔桩，优点：单桩承载力高；可以极大降低生产成本；适用于大型机械无法作业的山区；生产条件要求低，可多孔同时作业。缺点：机械化低，施工进度慢；成孔质量不易控制；现场施工不易控制。人工挖孔桩技术适合直径超过800mm并且地下水较少或无水的土质，不适合地下水位高、有流沙、大水量冲击区域、含水量多的淤泥、淤泥质土层等。
⑤旋挖桩，优点：钻进能力强；不易产生泥皮，有利于增加桩的摩阻力，提高桩的质量；振动与噪音较低；成孔速度快，尤其在砂质土内成孔；机械设备较简单。缺点：护壁相对较差，容易缩径、塌孔；设备价格昂贵，设备维修费用高、时间长，工成本与其他成孔方式相对较高，卵砂石层中钻进存在成孔困难。
以上5种方案，各有优缺点。利用价值工程理论，①、④两种方案更具经济性，满足功能不变化同时降低造价，以此来提高产品价值。本工程多为墙下线荷载及柱下集中荷载，其墙柱荷载为5000kN~8000kN，2600kN~5600kN（纯地下室的框架柱），依据价值工程理论综合比较采用人工挖孔桩基础，以强风化板岩③为持力层，该持力层的桩的端阻力特征值为qpa=2100kPa，桩端进入持力层的深度大于等于≥1.0m，相邻桩端底标高应按规范进行控制，平均桩径为0.9~1.5不等（主楼部分），0.9~1.0不等（纯地下室部分）；扩底直径分别为1.3~2.4m（主楼部分），1.3~1.6m（纯地下室）。施工完成后经济效果良好。
3 结语
价值工程着重产品功能的分析，以最低的成本费用，可靠地实现产品的必要功能，提高产品价值，而这可以弥补结构设计优化的不足。所以，价值工程在结构设计优化中的运用，能够很好地解决工程成本的控制，优选出最佳的设计方案。价值工程存在于项目进行的方方面面，设计、施工以及管理等等，不能只靠个别人员、部门，而要通过有组织的活动，发挥集体智慧，经过多个部门的配合，才能收到良好的效果，达到项目的利益最大化。
参考文献：
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[6]程耿东，李刚.基于功能的结构抗震设计中一些问题的探讨[J].建筑结构学报，2000（01）:5-11.
（合肥通用机械研究院；合肥通用职业技术学院，安徽 合肥 230031）
摘 要：大型金属挤压机是国民经济的一种基础设备，其运用已延伸各个领域.本文以结构优化设计理论为基础，建立前梁的优化设计模型，利用ANSYS有限元分析软件结合MATLAB中遗传优化函数实现对金属挤压机前梁的优化设计，求解出最佳结果.
关键词 ：结构优化；挤压机；ANSYS；遗传算法
中图分类号：TH12 文献标识码：A 文章编号：1673-260X（2015）05-0185-02
1 绪言
金属挤压机是实现金属挤压加工的最主要设备，其利用金属塑性压力成形的重要特点，将金属锭坯一次加工成管、棒、型材，现代铁路、飞机、舰船快艇等各个领域所使用的骨干材料，几乎都与挤压加工密切相关.传统设计过程中，设计员往往优先考虑安全，优先选择保守的安全系数，设计的结构笨重，造成材料的极大浪费，经济成本高昂.因此采用现代优化设计理论方法，对挤压机的进行参数化建模、有限元分析和结构优化设计，成为主要设计方法, 本文在满足前梁结构要求的前提下通过优化设计获得前梁结构重量最小的目标.
2 金属挤压机的结构
卧式挤压机由挤压机本体、液压传动与控制系统、机械化设备、挤压机自动检测与控制装置和电气控制系统等组成.挤压机本体由组合框架、主工作缸、侧缸、挤压梁装置、挤压筒装置、挤压筒锁紧缸、移动模架装置、快换模装置、下导向架装置等部件构成[1].
挤压机本体的受力框架由整体式前梁和后梁、圆柱拉杆和拉杆螺母、方形压套（焊接结构）组成一个封闭的预应力组合框架.本文研究的是60MN的卧式挤压机，采用卧式三梁四柱外置穿孔系统结构，在前、后梁之间加上圆柱形承压构件，构成预紧力结构.
3 结构优化设计理论基础
3.1 结构优化设计步骤
现代的优化设计采用计算机技术实现自动设计，设计步骤通常分为确定优化目标、建立优化设计数学模型、选择优化方法、优化程序的编写、优化求解和结果评价五个步骤[2].工程结构的设计问题转化为全面、准确的数学问题是优化设计的核心，能否建立合理、有效的数学模型对优化设计起到至关重要.
3.2 优化设计数学模型
优化设计问题通常包括一个优化目标函数和多个约束条件，在满足约束条件的前提下，调整设计变量X，最终确定目标函数f（X）的最小值或者最大值，数学模型表达形式如下：
目标函数:
3.3 遗传算法
遗传算法（Genetic Algorithm）是一种借鉴生物界自然选择和自然遗传的规律演化而来的随机化搜索方法，它模拟自然选择和自然遗传过程中发生的繁殖、交叉和基因突变现象，在每次迭代中都保留一组候选解，并按照某种指标从解群中选取较优的个体，利用遗传算子对这些个体进行组合，产生新一代的候选解群，重复实现优胜劣汰的进化过程，直到满足某种收敛指标，逼进最优解为止[2].这种启发式算法具有更好的全局寻优能力，通常用来生成有用的解决方案来优化和搜索问题.
4 基于遗传算法的前梁结构优化设计
本文结合ANSYS有限元软件，运用MATLAB软件遗传算法对金属挤压机前梁进行优化.
4.1 设计变量的选取
挤压机前梁优化设计的目标在满足强度求得最小重量的前梁结构，因前梁结构设计参数较多，根据需要，选定7个设计变量，用矩阵表示为X=[X1,X2,X3,X4,X5,X6,X7]，如式5所示.
5 优化结果
经过计算机优化设计，挤压机前梁结构的质量较优化前下降了20%，从603.75T下降到483.1T（表2），提高了材料的利用率；工作时最大应力值从50.8MPa下降到49.6MPa，工作时最大位移量从0.01778mm下降到0.00198mm，通过ANSYS有限元优化前后分析云图（图2~图5）对比，优化以后的前梁应力分布更加均匀.
6 小结
本文选择金属挤压机前梁结构作为优化目标，在满足结构强度的前提下建立数学模型，采用遗传算法进行优化，并运用ANSYS软件进行有限元分析，通过优化前后对比，优化后前梁应力质量减轻了20%，提高了材料的利用率，应力分布更均匀，结果表明这种方法是可行的.
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关键词：结构设计优化；方法；应用；合理
Abstract: the structure design optimization is currently a common topic, to use structure optimization method of not changing the applicable under the premise of performance to reduce project cost purpose, structure design optimization method will be used in the practice in, this is our construction engineering design personnel by the pursuit of the goal. In this paper the author combined with engineering practice to the structure design optimization method and the application in building design is discussed.
Keywords: structure optimization design; Methods; Application; reasonable
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
结构优化设计思想是目前国内外比较有价值的一套理论系统。运用该理论方法，实现人民对于居住环境和生活环境的改善，提高建筑产品的质量与品味，满足小康社会人们对新生活的需求，同时降低工程建筑的造价成本，实现建筑商利润最大化的目标。
一 、研究结构设计优化的现实意义
从目前建筑市场来看，每一个建筑商都希望在满足建筑结构长远效益的前提下，能最大程度地减少建筑结构的近期投资，同时保证建筑物结构的可靠度和科学合理性。如此，才能实现可持续发展，实现更多、更大的市场收益。与传统的结构设计相比，采用结构设计优化方法可以使建筑工程造价降低6%-34%。优化方法的技术性实现，可以最合理的利用材料性能，使建筑结构内部各单元得到最好的协调，不仅可以实现建筑美观、实用，而且在造价方面也有较大的节省，达到了建筑工程设计对适用、安全、经济、美观和便于施工的一般要求。通过使用优化设计手段，达到这5个方面的最佳结合，符合现今建筑商对于建筑结构的效益的需求，也符合市场可持续发展的需求。
二 、结构设计优化的方法
2.1 结构优化设计首先要从概念设计着手
在每一个工程项目设计的开始，结构工程师应善解建筑师的心意和业主的要求，针对所设计的结构体系功能及其受力变形特性的整体概念和判断力，并根据建筑物所在的地理环境条件、材料、施工条件和造价等等去不断地探索、比较、反馈，确定一个合理的结构方案，选择一个合理的结构形式，这样才能为设计出一个既安全又经济的建筑作品奠定基础，也为结构优化设计获得一个良好的开端。
2.2 选择结构优化计算方案
结构优化设计是在各种变量参数中选择主要的参数，并为其建立函数模型，运用合理科学的方法计算出最优解。结构优化设计是个非线性的优化问题，在设计中涉及到多个变量和多个约束条件，设定好计算方案，通常是将约束条件变为无约束条件来计算。拉式乘子法、符合刑法和POWELL等方法是常用的计算方法，在完成了相应的计算方案后再进行编程运算即可完成最终的优化设计结果。
三 、结构设计优化在建筑设计中的应用
以目前民用建筑中常见的钢筋混凝土高层建筑为例：
3.1 结构选型对结构优化设计的重要性
结构选型是结构优化设计的首要环节，必须慎重对待。选择合理的结构形式对结构优化设计有着很大的作用。设计过程中需要设计人员灵活的运用结构设计优化的方法，对结构设计过程中结构所用材料、选型、各种材料荷载加以整体分析考虑，如在主体结构设计中结构选型：如砖混、框架、框架－剪力墙、筒体结构和大跨结构等都具有指导性意义。在处理协同受力方面需要做到各结构构件受力均匀，传力简捷、明确、应当避免不明确的受力状态。结构的协同工作主要体现在：基础与结构上部的协调。
建筑结构设计应符合抗震概念设计的要求，尽量不采用不规则的结构设计方案。在一个独立结构单元内，平面布置力求简单、规则、对称，尽量使结构的刚度中心和质量中心重合，以减少扭转；一般情况下宜采取调整平面形状与尺寸，减轻结构自重，最大限度的降低地震的作用。这样设计出来的结构既经济又合理，在满足结构安全性、适用性能的前提下，这样就能达到结构优化的最佳效果。
基础结构施工占整个建筑物工期的1/4左右，并且基础造价也占到总造价的10%-20%，所以基础工程结构的重要性是显而易见的。而且基础结构工程的造价还与地质条件是密切相关的，设计时应要求地质勘探报告的精确度高，与实际地质情况相符，这样就能选择一个合理的基础形式、控制好基础的截面尺寸和埋深，就能相对减少基础结构在总工程造价中的费用。
3.2 合理选择总信息中参数是能够达到结构优化设计的关键
结构计算是结构设计的基础，计算结果是结构设计的依据。设计中选择合适的计算假定、计算简图、计算方法及计算程序是得到正确计算结果的关键。对计算结果进行仔细分析，保证安全的前提下，达到节约成本，优化设计的作用。电算程序中，总信息是控制全局的参数，每个程序有所不同，应用程序时应熟读和理解程序的说明，且应在正确理解参数的物理概念的基础上，根据工程的实际情况及规范相关要求经分析后确定。如周期折减系数、框架―剪力墙结构中任一层框架部分承担的地震力影响系数、地震作用调整系数、计算振型数、梁端弯矩调幅系数、梁跨中弯矩放大系数、连梁刚度折减系数、梁扭矩折减系数等等。合理的设计参数对结构的优化起着重要的作用。
3.3 柱墙梁的优化设计
柱网布局确定着柱子的行距和间距（同行相邻的两个柱子的间的距离），柱网的尺寸一般来说在6到12米之间比较经济合理，如果柱距小那么其传力路线就短，上部结构的材料就能节省，但是这可能使基础费用高，所以说柱网布局是否合理，对工程的造价有很大的影响，另外，柱子的截面形状和大小对工程造价也有着直接的影响，所以合适的柱网布局、柱子截面的形状及大小的选择对工程造价的影响是很明显的。
剪力墙布置宜尽量对称，贯通全高。在高度较大的建筑中，剪力墙宜布置成井筒式，宜加大结构的抗侧力刚度和抗扭刚度。框架―剪力墙结构中，剪力墙宜均匀布置在建筑物端部附近，楼、电梯间、平面形状变化较大及恒载较大处，剪力墙的间距不宜过大。
结构设计时通常采用矩形截面梁当做受弯梁，采用合理的梁截面，既能减少混凝土的用量，又能达到节约钢材的目的。设计中应避免出现“短梁”、“短柱”现象，以免出现钢筋构造加强措施，造成用钢量的增加。
在构造方面，如果我们注重一些配筋细节，这样既能保证结构的安全，又能控制好含钢量。如：梁的配筋方面，因选型和选材的合理，使计算结果趋于合理，所以我们对构件的配筋可按计算结果直接配置，不再放大，梁的通长筋可采用小直径钢筋搭接；剪力墙暗柱配筋，可将墙体水平钢筋计入暗柱箍筋计算（规范规定范围），可减少暗柱箍筋量。只要我们注意构造上的一些细节，这样也能达到节省钢材的作用。
通过概念设计选择最优方案，通过柱网、剪力墙的合理布置，通过计算程序中参数的认真选择，通过构造上柱墙梁截面的恰当设计，配筋方面的优化，我们就能将整个建筑物实现既经济又合理，达到结构优化设计的目的。
总之，结构设计优化，不但满足了人们对建筑美观、造型优美的要求，又能使房屋的结构设计合理、性能安全、建筑成本经济，成为名副其实的“经济适用”建筑。企业应加强对结构设计优化管理，提高设计管理工作的系统性，使技术管理更加全面、专业、精细，从整体上增强了竞争力，减少浪费。结构设计是一门艺术，没有惟一解。只有不断地探索去寻求相对的最佳，而无绝对的最优。
参考文献：
