损坏程度及经济损失减小到最低。

 

　　三、房屋设计中建筑结构设计优化的步骤

 

　　

 1.构造结构设计优化模型。 

　　

 设计优化模型的构造一般分为三步进行。第一步是选择合适的设计变量。一般选择对建

筑结构影响较大的参数变，这样可以有效简化设计工作和减少计算量。第二步是确定目标函
数。在满足设计要求及规范的条件下，使房屋设计的造价最小。第三步是确定约束条件。约束
条件包括各个方面，比如应力约束条件、强度约束条件等。

 

　　

 2.选定结构设计优化方案。 

　　

 房屋建筑结构的设计优化问题是多变量、多约束条件的非线性优化问题。在计算过程中，

需要先将问题转化为无约束条件的线性优化问题。

[4]一般来说，房屋设计优化问题的求解

过程比较复杂，需要通过计算机编程来实现。

 

　　

 3.进行计算机编程 

　　

 根据建立的模型及优化方案，进行计算机编程。计算机编程应选择运算速度快且功能

较全的编程软件。在编程时要选择合适的方法，需考虑的因素有：编写及形成程序所需花费
的工作量及其他代价；解出所要求的最优化问题，计算机执行程序所花费的时间和费用；
程序预期的可靠性，即是否有把握达到所期望的结果；程序的通用性，即是否可以用它来
解决其他问题。总之，应从经济效益出发，选择合适的方法，使程序达到最优的预期结果。

 

　　

 4.结果分析 

　　

 通过结果分析，选出最佳的优化设计方案。建筑结构设计的优化应综合考虑各种因素，

以期达到安全、经济与实用的综合最优化。

 

　　四、房屋设计中建筑结构设计的经济性

 

　　

 1.房屋结构设计中用地面积方面的经济性 

　　

 随着时代的发展，我国大中型城市出现了大批高层甚至超高层建筑结构。此类房屋建

筑的总面积是各层建筑的面积之和。因此，房屋层数越多，单位面积的房屋占用的建筑土地
面积越小。但是随着房屋层数的增多，房屋设计的总高度也会增加，这导致相邻建筑的日照
距离增加，使一定建筑面积房屋的总数目减少。此外，房屋层数越高，需要的投资越高，抗
震设计难度及造价也显著增大。综上，单位房屋用地面积并不总是随着房屋层数的增大而提
高。因此，通过优化设计，综合考虑安全性和经济性等各个方面问题，选出最佳的房屋建筑
层数。

 

　　

 2.房屋结构设计中造价方面的经济性 

　　

 由于房屋的建筑层数直接影响单位面积房屋占用的建筑土地面积，则房屋建筑层数也

会直接影响房屋单位面积的造价，进而影响整个建筑的经济性。随着房屋设计的层数增加，
房屋建筑的墙、柱的等承重结构的载荷增大，抗震设计方面的造价会显著增大，导致房屋建
筑单位面积的造价升高

[5]。此外，无论建筑物层数是多少，建筑物顶部的面积不会改变。因

此，随着房屋层数的增高，建筑物顶部单位面积的造价会降低。房屋的公共基础部分是建筑
结构的重要组成部分。房屋层数增大，基础承受的载荷也会相应增大，导致造价的升高，同
时，房屋建筑的总面积也显著增大。一般来讲，房屋建筑基础单位面积的造价会随着层数的
增加呈现先减少后增加的趋势。综上所述，需要采用设计优化技术，选取最适的建筑设计层
数。

 

　　

 3.高层住宅结构设计的经济性 

　　

 由上面的分析可知，随着建筑层数的增加，住宅的墙体及柱体等支持结构的面积会增

加。这会使住宅的水、电、天然气等的管线长度增加，增加造价。相反，降低建筑物层数，一
方面可以节约材料，有利于抗震设计，另一方面，可以减少房屋建筑的总高度，进而减少
相邻建筑物之间的日照距离，使有限建筑面积可建设的房屋总数目增加。