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