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房屋结构设计方案范文1
关键词：物联网；校园安防系统；火情自动报警；宿舍防盗
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2017）04-00-02
0 引 言
近年来，发正在各大高校的威胁学生权益的事故基本分为校园内的恶性人生侵害事件、踩踏事件、宿舍火灾事件等方面，客观反映出校园安全存在的问题。
校@出入。目前绝大多数的校园出入口以及寝室的门禁无论是人行入口还是机动车入口大多数仍采用人工管理方式，无法及时对出入人员进行身份验证。虽然在个别公共场所如图书馆等地安装了应用无源RFID近距离射频识别技术（需要触碰）的自动识别系统，但由于人员流动量大、行进缓慢、持非本人卡等问题的限制，有些系统已被闲置。使得外来非法人员、可疑商贩可自由进入校园甚至学生寝室而不被发现。
校园内的视频监控。校园中很多主要“安全位置”的流动通道和重要公共场所出入口等位置的视频监控大多只能记录片面位置，存在监控死角，且过程中的画面无法实现动态捕捉，没有加入人脸识别等已经成熟的技术，因此无法提供全面的活动信息，无法实现自动异常筛选。此举大大降低了“视频监控”的准确性、及时性，只能在事故发生后进行手动回放操作，增加了监控人员的工作量及劳务开支。
险情预警。目前校园对于火灾预警的执行力度比较大，尤其在教学楼，图书馆等公共场合随处可见火灾报警系统的触发器、防火卷帘等硬件设备，而寝室里违章用电的处罚力度也很大。这些手段都极大地避免了火险灾害造成的损失，但还没有形成完整的预警体系。视频监控、火险探测器、报警器人员疏散等没有实现一体化，相互之间无法智能联动，导致漏报、误报的问题得不到有效解决。
通过基于物联网的校园安防系统可以解决以下问题：
（1）火情自动报警；
（2）智能门禁；
（3）防盗系统自动报警。
1 系统网络构架
随着物联网技术的发展，学校的安防系统越来越趋于智能化、信息化、集成化。学校通过对学校宿舍、教学楼等建筑安装传感器、无线传输设备等来提高学校的安全系数，减少因安防不到位等原因造成的不必要的生命和财产损失。针对上述需求，基于物联网的校园安防系统可分为火情自动报警系统、防盗自动报警系统、智能门禁系统、视频监控系统。系统构成如图1所示。
各系统之间不能被单独分割出来，而单独工作的系统无法提供校园安防的各项功能。只有每个系统相互连接，建立一个完整的体系网络才能体现基于物联网的校园安防系统的真正价值。其网络设计如图2所示。
1.1 火情自动报警网络
通过ZigBee进行传感网络的搭建，收集温度、烟雾等数据，传输到ARM端进行数据存储及分析，如果温度或烟雾浓度达到一定程度后，则控制楼宇总闸断电并报警提醒学生撤离。
1.2 智能门禁网络
通过RFID等技术，采集宿舍内人员的进出情况，上传至数据库，以实时记录宿舍人员的变动。
1.3 防盗自动报警网络
将通过红外检测以及宿舍进出管理系统采集的宿舍内人员情况数据传输到服务器端进行处理。控制非法人员进入，最大限度保障宿舍的安全。
1.4 视频监控网络
通过“物联网”手段汇聚视频采集到的各种信息，并将其上传至数据库，组成庞大的视频监控网络。
2 系统设计方案
2.1 火情自动报警系统
通过MQ-2气体传感器和温湿度传感器检测每个楼层各位置的烟雾、温度等情况。再通过ZigBee终端节点传输至协调器，由协调器通过串口传送至上位机。上位机再将数据记录到数据库中，并实时检测数据是否异常，如有异常，则关闭楼宇总闸并报警。
2.2 智能门禁系统
由于目前大多数采用无源RFID近距离射频识别技术需要“刷卡”会产生诸多弊端，因此我们使用有源RFID产品。该产品在原工作原理上进行（超高频433 MHz，微波2.45GHz和5.8 GHz）远距离自动识别。可以大大提高识别距离及人流行进速度。且在宽度较大的出入口将形成类似超市“防损门”样式的无障碍通行门，将大股人流分为多个并肩跨度在1～2人的小股人流以分开探测。可以有效定位而不会影响学生的流动速度。且“合法通行”的概念也要转变，传统模式下的“合法通行”即身份验证合法后，通过短暂打开机械围栏让行人通过的方式虽然效率相比古老的人力核对信息要高很多，但是却算不上智能门禁！在新的思路下，我们仅关注所谓的“非法”，就如超市“防损门”，即只在未消磁物品通过时才报警，正常合法情况下不会启动报警机制。所以我们将大股人流化为小股人流分开检测，并增添了红外线感应器，当感应器感应到人体红外光谱的变化时，自动接通负载（即RFID射频识别），如果合法则不采取任何措施，反之则启动报警机制。这样我们重点关注的就是“非法”而并非每一位同学。
2.3 防盗系统自动报警
防盗系统从智能门禁系统中获取宿舍内的人员出入信息，当宿舍内所有人员都已外出时，宿舍内就会运行基于红外的人体检测模块，当有人员入侵时，自动报警并锁定门窗，以保证宿舍内的财产安全。
2.4 智能监控系统
传统意义下的监控系统即在人为选取的重点检测位置（交通要道，公共场合等）固定架设监控器，24小时不间断录像并在监控室采用人力方式监督。该模式不但消耗了大量人力资源，还存在监控区域死角，及人为监督实时性不足，大多只能事后调取等问题。 而智能监控系统采用图像处理、模式识别和计算机视觉技术，通过在监控系统中增加智能视频分析模块，借助计算机强大的数据处理能力过滤掉视频画面无用或干扰信息，自动识别不同物体，凭借人脸识别等功能分析抽取视频源中的关键信息，快速、准确的定位现场数据，判断监控画面中出现的异常情况，并以最快和最佳的方式发出警报或触发其它动作，从而有效进行事前预警，事中处理，事后及时取证的全自动、全天候、实时监控的智能系统。
3 结 语
基于物联网的校园安防系统可以运用当下十分成熟的技术，使校园安全监测变得更智能化，以最大限度减少校园危险和突发事件的发生。
参考文献
[1] David FlowersYifeng Yang. MiWi无线网络协议[Z].Microchip Technology Inc，2007.
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[5]韩万强，史少辉，吴海滨，等.基于RFID无线传感网智能安防系统的设计[J].物联网技术，2014，4（3）：10-13.
[6]裴浩.基于物联网的校园视频监控系统设计[J].电脑知识与技术，2014（6x）：3996-4000.
房屋结构设计方案范文2
【关键词】电子政务系统；安全体系结构；分域防护
信息技术的普及与应用推动着当前电子政务蓬勃发展，虽然电子政务有诸多便利，但也承受着巨大的安全威胁，解决威胁其发展的安全风险，对于电子政务更好的发挥服务优势有积极意义。下面我们在分析电子政务安全风险的基础上，探讨基于分域防护思想安全体系结构的设计与建立。
一.电子政务安全风险分析
电子政务是传统政务模式的延伸与转化，事关国家政务信息安全，政务系统运行中容易受到来自外界的各类风险因素的安全威胁，造成有意或无意的破坏，因此必须加强安全体系建设，保障信息安全与应用安全。电子政务的安全风险主要包括通信风险、物理风险、应用风险、管理风险、区域边界风险及其他风险等。通信风险来自于各类重要数据的泄露与丢失，来自通信传输线路上的监听与阻拦，数据本身完整性、安全性受到攻击威胁。物理风险是电子政务系统遭受来自自然灾害如风雨雷电地震等破坏，硬件设备受损造成数据都是活着损坏，静电、强磁场与电磁镭射等损坏存储介质，数据被偷窃或监听。应用风险是不断动态变化的，其所遭受的风险如程序后门、病毒威胁与恶意代码攻击等都是动态变化着的。电子政务系统作为一个复杂的集成系统，除去需要安全技术手段予以保驾护航之外，有效得当的管理才能事半功倍，管理不当包括口令、密钥管理不当，管理制度不完善造成信息无序运行，安全岗位设置及管理不到位，管理环节缺失或遗漏，政务审计系统与制度不到位等，以上这些管理不当都会造成安全风险[1]。区域边界风险是电子政务系统中不同安全等级区域之间的最易发生危险的区域边界处，区域边界不明确会导致高等级数据信息泄露，流向低等级造成泄露，或者边界防护漏洞导致用户非法访问或窃取高等级区域信息，损坏数据完整性、真实性与可用性。其他安全风险诸如安全意识淡漠、系统运行风险、信息安全战略认识不足等，都会导致电子政务系统运行威胁。
二、基于分域防护思想的电子政务系统安全体系结构设计
图1电子政务安全体系结构
电子政务系统作为服务于政府公务的重要支持系统，安全防护体系建设必须兼顾到系统本身的应用性、开放性等需求，遵循适度安全原则，解除其面临安全威胁，将政务系统划分为不同安全域，并针对各个安全域特点实施针对性安全举措。分域防护的应用有利于明确安全责任，消除政务互联网开放顾虑与障碍，便于科学组织与安全建设。基于分域防护思想，电子政务系统可根据系统本身特点、安全需求、环境重要性进行划分，系统方面可分为政务内网、外网与互联网，安全需求可分为通信传输安全、边界安全与环境安全，环境重要性可划分为核心域、重要域与一般域[2]。不同安全区域内，根据防护要求利用身份认证、访问控制、病毒防护、安全审计等诸多措施保障信息安全，配合软硬件基础设施与管理平台共同打造高效运行的安全体系。电子政务安全体系结构见图1。
分域防护思想指导下根据政务系统职能特点可划分为政务内网、外网与互联网络三类。政务内网是政府用于办公的内部局域网，主要处理一些保密等级较高的数据业务和网上办公事项，与外网链接，主要由信息处理、存储、传输设备构成，是政务核心处理区域和主要运行平台，与外网间实施物理隔离。外网主要服务政府各类政务部门，如法院、检察院、政府、政协、党委等，是业务专网，运行主要面对社会公众，处理一些无需内网处理的低保密等级公物，与互联网之间实施逻辑隔离。互联网作为公共性质的开放网站，向公众提供各类服务，比如政务信息、收集群众意见反馈及接受公众监督等。
分域防护安全结构中，根据环境重要性分为核心域、重要域与一般域。核心域是安全等级最高的政务系统核心区域，需要提供最严密的安全防护措施以保护机密等级最高的数据，做好其存储与安全管理。重要域是次安全等级区域，是国家政府部门各类政务信息交杂处理区域，需实施严密防护。一般域是安全等级较低的防护区域，公开性显著，提供各类公开政务信息与数据服务，防护关键在于保障数据的公开性、真实性、完整性与可用性。
分域防护安全结构中，安全方面主要以边界安全、通信传输安全和环境安全为主。通信传输安全关系到政府内网、外网与互联网之间的信息传输与沟通，安全防护既要保障数据的传输通常，又要避免来自外界的恶意攻击，保证传输数据的完整性、真实性与可用性[3]。网络环境安全则是系统自身计算环境安全域数据安全，即处理各个层次数据时有不被泄露、攻击和篡改的风险。边界防护安全则是不同等级安全域之间数据信息交换时不会出现由高向低或者由低向高的安全阀县漏洞，不会出现数据的泄露、流失与非法访问。
信息安全管理平台是安全体系结构中技术得以发挥作用的基础，关系到整个信息平台能否顺利运转，是防护关键，管理平台上要配备合适人员，加快标准化制度建设，提供规范制约、法律支持等，配合各类信息安全基础设施在政务系统保护中发挥作用。
综上所述，电子政务系统的发展和应用中承受着来自内外的众多安全威胁，利用分域防护思想可有效划分不同安全域，针对各个安全域特点实施针对性安全举措，解除其面临的安全威胁，有利于明确安全责任，消除政务互联网开放顾虑与障碍，便于科学组织与安全建设。
参考文献：
[1]吕欣.信息通信新技术环境下电子政务安全保障[J].信息网络安全.2010（02）.
房屋结构设计方案范文3
【关键词】建筑结构；设计优化；房屋结构；应用
随着近年来社会的迅速发展，土地制度也在不断健全与完善，伴随着土地资源需求量的增多，为缓解土地资源紧张的局势，其土地价格也在迅速上涨。此种资源背景不仅给房产开发工作带来了一定的压力，同样也在一定程度上影响了建筑成本的控制。当前，人们对房屋建筑设计的要求也越来越高，建筑产品的质量成为了大多数社会群体广泛关注的问题。房屋结构设计的主要设计理念是在保障房屋实用性、安全性、经济、美观的前提下，来达到空间的最优配置，实现资源的最佳利用。以下主要介绍建筑结构优化设计的方法及其在房屋结构设计中的应用。
1建筑结构设计优化在房屋结构设计中的具体应用方法
一个集功能与审美一体化的成功建筑必须是将结构设计与外观设计相结合的产物。其中建筑结构设计则是设计工作中的重中之重，建筑结构优化设计主要包括房屋的基础结构的优化设计、房屋顶盖系统的优化系统、房屋周围护栏方面的方案优化设计及其他结构细节部分的优化设计。在对房屋结构进行优化设计时，首先需要从房屋建筑的实际情况出发，从整体效应方面去考虑，在确保设计满足功能性要求后，对平面布置的规模进行设置，将建筑质量中心与其刚度之间的差距缩小，均衡力度的承载方向。以下主要简单地介绍建筑结构设计优化的模型及其具体的优化计算方案。
1.1设计模型
建筑结构优化设计的模型建设主要是将影响结构最优设计的具体参数发掘出来，并将相关变量的参数提炼出来，建立出初步设计的函数模型。并将其通过合理性的计算方案，规划出最佳的设计方案。建筑结构优化设计的模型建立第一步，首先需要选择选择影响整体设计的主要因素作为设计变量，将影响并不大的变量作为预定参数，从整体上减少设计程序的工作冗余。其次，将预定参数中建筑切面的尺寸及涉及到其截面积的相关数据函数表示出来，以控制总费用成本为目的。
1.2优化计算方案
建筑结构优化方法主要是一种根植于可靠度的房屋结构设计方案。其中变量较多，各类数据比较复杂。一般而言，在规划计算方案时常习惯将限制性的问题转化为无限定性的问题。在房屋结构设计中的优化计算方案一般可以采取拉氏乘子法、Powell算法等。
2建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的实际应用
将建筑结构优化设计方法应用于房屋结构设计中，不仅能够降低工程投入成本，同样可以做到使房屋结构设计达到最优配置，体现巨大的经济效益与社会效应。通常来说，建筑结构设计优化方法一般应用于房屋结构设计的前期设计环节、结构内部抗震设计、旧房屋的整体改造等方面。
2.1前期设计环节
房屋结构的前期设计环节是影响房屋经济性设计的重要方面，它会对项目的总投资资金造成影响。当前，在房屋设计方面存在的普遍的问题便是在前期环节并没有将建筑结构优化设计的方法应用其中，在设计前期并没有考虑到结构设计的科学性与合理性，甚至部分情况下，会对房屋结构设计造成负面影响。因此，必须在前期设计环节将建筑结构优化设计方法应用其中，选择较为合理、可行的结构形式，策划合理的设计方案，在设计初始时期保障设计的合理性，为整体设计创造较好的开端。
2.2抗震概念设计
在房屋结构设计中，建筑结构设计优化方法主要应用于无具体数据参数指标的抗震设计情况。将抗震设防烈度作为设计案例，正是由于其发生具有较大的不确定性，实际计算情况通常会与预定设计情况产生差异，因此需要采取结构优化设计中的概念设计方案。将以往的数据作为辅助考察依据，在具体设计过程中，将建筑结构优化设计方法灵活运用于设计中，以期达到最佳设计值。另外，在保障宏观设计满足要求的同时还需要注重结构细节的设计。将房屋结构设计细节中现浇板的选用作为具体设计要求，若其异形板在拐角末端较易产生断裂情况，设计时则需要考虑钢筋选择的范围，在投入成本相当的情况下，选用极限拉力较强、能够满足塑性要求的钢筋材料。若现行规划的现浇板所选用的材质是在受力方面有较强功能的，此时为保障塑性要求，则可选择冷轧带肋式的钢筋材料。保障在内部结构设计时，现浇板外部里面的配置钢筋材料能够满足结构优化的具体条件，不仅能够为建筑安全设计提供保障，同样也可以达到经济性控制的目的。
2.3房屋基础地基优化设计
房屋地基作为其结构设计的关键，为达到优化设计的目的，首先需要确保其地基结构设计的最优规划。随着建筑行业的飞速发展，房屋地基设计也正根据其建筑成品的功能、具体形态不同，其对地基的具体标准要求也存在着强弱差异，基于房屋基础地基设计更需要从其实际情况出发，设定好地基实际勘测计划，在结构优化设计时，秉承节省工程造价的原则，若地基设计主要以地桩为基础，则需要根据实际受力情况，对不同材质的地桩进行考察，选择最佳的设计方案。
2.4选择节能指标较高的结构设计类型
将建筑结构设计方案应用于房屋结构设计中主要是为了在降低工程造价的基础上，提升房屋建成后的整体效益。因此，需要选择节能指标较高的结构设计类型。常规设计中主要有三种房屋结构形式，分别为短肢剪力墙结构、框架结构及框架与剪力墙融合的结构模型。第一种结构设计的抗震性能较高，且并不需要较多材料的选用，第二中结构设计由于其柱截面较大会影响房屋内部家具的布置，而第三种结构综合适应能力较强，抗震效果好，且抗测力效果较为明显。三种结构类型均有其自身存在的优缺点，在选择最优设计方案时同时需要从房屋实际需求出发，将造价与后期效益均纳入考虑的范畴，据实际情况选择最佳设计方案。
结束语
总之，将建筑结构优化方法应用于房屋结构设计中，主要是为了达到降低工程总造价、提高建筑结构的经济性的目的。在房屋结构设计中，选择最为合理、科学的建筑材料，在前期设计、概念设计、下部地基基础设计中应用最优设计方法，不仅能够使建筑物实现审美价值与功能性的统一，同时能够从整体上节省房屋工程建造成本，实现良好的经济、社会效益，较好地迎合了当前科学发展观、可持续发展理念的要求。
参考文献
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房屋结构设计方案范文4
关键词：建筑结构;设计优化;重要性;流程;应用
1、建筑结构设计优化的重要性
建筑结构设计优化，指的是在设计期间创新设计理念，采用科学的方法对设计方案进行优化和筛选，最终保证设计方案能满足各方面需求。房屋结构设计工作中，采用设计优化方法的作用如下：第一，在保证建筑质量的基础上，可以提高经济性、美观性；第二，能够节约建筑成本，有效保护建筑周边的自然环境。由此可见，应用设计优化方法，能够提高房屋建筑的综合效益，满足不同用户的需求，同时为建筑企业带来更大的经营利润。和传统的建筑结构设计方法相比，设计优化能够降低建设成本，调查显示能降低30%左右。具体分析认为，通过设计优化，其一能充分利用各种建筑材料和资源，尤其是对内部结构单元进行协调，提高空间使用率；其二实现设计上的创新，在保证建筑安全的基础上，延长使用寿命，保护居民的人身财产安全；其三能帮助设计人员认真选择设计方案，提高设计的科学性、合理性。
2、建筑结构设计优化方法的流程
2.1结构模型设计。第一步，选择变量。从实际设计工作中来看，重要的数值、参数是决定设计方案的依据，这些数据可以作为变量使用。举例来说，在建设目标中，包括价格参数、预期损失参数；在工程控制中，包括房屋结构的可靠性参数。设计人员应该选择变化小、干扰少的参数，才能降低结构设计难度，尽早确定满足设计目标的数据。第二步，确定函数。在多个类似的函数中，设计人员应该选择出最佳的函数，要求满足房屋截面尺寸、钢筋尺寸面积，然后对函数的性质进行分析，以降低建设成本。第三步，衡量条件。从房屋结构的安全性、耐久性出发，设计约束指标包括房屋尺寸、架构刚度、变形限度、受力特点、单元组件、墙体裂隙、结构可塑性等。而且，还要考虑到房屋结构的实际情况，保证各个条件都满足规定要求，实现设计方案的最优化。2.2确定计算方法。房屋结构的设计伴有大量的计算过程，对结构设计进行优化，就是基于复杂变量和多种设计条件下的计算。对于设计人员而言，计算过程中应该演算各种数据，将附加约束条件转变为不附加约束条件，方便得出计算结果。另外，计算方法的种类较多，而且各自具有优点和缺点，应该根据现实条件选择出最为简便的计算方法，以节约计算时间、减轻计算工作量。2.3选择最优程序。确定房屋结构模型，并经过计算之后，下一步就要求设计人员从中选择最优程序。对于最优程序的要求，一是具有完整的功能，二是可以高效运转。这种程序是由多个小程序组合而成，在结构设计中具有重要作用。2.4分析统计结论。面对最优程序和计算结果，此时设计人员要对统计结论进行分析，明确不同设计方案之间的相同点、不同点，综合分析后确定最佳设计方案。由于房屋建设成本高，会涉及多个当事人的利益，因此设计人员应该从多个角度进行思考[3]。例如从宏观角度分析各种利益关系，处理好经济效益和技术含量之间的关系。值得注意的是，片面追求经济效益、不顾技术创新的做法是不可取的；应该在保证技术含量的基础上，尽量降低经济成本。
3、在房屋结构设计中的具体应用
3.1整体和局部优化。纵观建筑工程设计的共同特点，主要是复杂性、层次性两个方面。具体到复杂性，指的是原材料、零部件、结构类型的确定；具体到层次性，指的是结构体系、安装体系、设计体系等，每个体系又包含着诸多下属体系。房屋建筑结构的设计工作，要求设计人员从每个下属体系入手，打破不同布局之间的关联性，实现工程叠加的效果。由此可见，房屋建筑结构的优化设计，应该将落脚点放在整体上，而不是局部上，只有这样才能满足设计要求。3.2基础结构优化。基础是房屋建筑结构的关键部位，基础质量决定了建筑整体的质量，因此对基础结构进行优化具有重要意义。从基础结构类型来看，常见如桩基础、条形基础、独立基础等，优化内容在于基础设计应该满足施工标准，考虑到地质条件的差异性。以桩基础为例，计算抗拔桩的承载力时，首先应该从土层参数入手，确定承载力特征值；然后根据这一数值计算出抗拔桩的钢筋数量，确保满足承载力要求；最后实施静载试验，从实验数据评价桩基础设计的科学性。3.3上部结构优化。建筑工程的上部结构具有多种类型，因此设计优化方案也应该具有针对性，具体如下：第一，砖混结构，优化设计时应该避免在承重墙上开较大洞口；设置构造柱、墙垛长度、建筑层数时，严格按照相关规范执行；结构体系中不要采用混合承重的形式。第二，框架结构，首先合理布置柱网、柱距，确保整体结构的安全性和经济性。其次，单纯从平面布局来看，两侧刚度稍大、中部刚度稍小，能够避免扭转过大的现象，增强结构的抗震性能。最后，梁截面、柱截面应该合理设计，避免过大或过小，不仅影响美观性，还会浪费材料，而且要保证梁和柱的中线相互重合。第三，剪力墙结构，一方面应该确保结构重心、建筑平面形心相吻合，从而提高建筑刚度，避免出现分布不均的情况。另一方面，在保证结构计算安全的前提下，剪力墙和建筑隔墙应该相互重合，如此有利于提高空间利用效率，增强舒适程度。
综上所述，随着生活水平的提升，人们对于房屋建筑结构的设计需求也在不断增加，实现结构设计的综合效益，成为人们追求的目标。在设计优化方法中，包括结构模型设计、确定计算方法、选择最优程序、分析统计结论四个步骤，能够对房屋建筑的整体和局部、基础结构、上部结构进行优化，以促进建筑质量的提升。
作者:周福林 单位:四川省冶金设计研究院
参考文献：
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房屋结构设计方案范文5
【关键词】建筑结构；设计；优化策略
建筑结构设计的目的是保障建筑的耐用性、美观性、经济性及安全性等，因此建筑设计的最终成果对建筑施工及验收后的建筑质量具有重要影响。部分企业为提升经营效益，开始采用节约型的建筑设计方案，取得了一定额成果。下文以建筑结构设计优化方法的概述为基础，对建筑结构设计中的优化策略进行分析。
一、建筑结构设计优化方法的概述
所谓建筑结构设计优化方法也就是设计者将力学的概念直接与结构优化设计手法有机的结合起来，此时我们将其中的因素当作变量，从而形成一套结构设计优化方案域，再由设计者采用相应的数学手段对这一方案域进行全面的分析，从而形成一套具有可行性的设计方案。在对房屋结构进行设计的过程中，通过设计者采用结构优化设计不仅能够保证其设计的合理性与质量，还能够提高其工作效率，节约工程成本，从而提高整个工程的社会经济效益[1]。房屋工程结构优化设计的主要内容包括：对建筑物基础结构的设计方案进行优化、对屋盖系统的设计方案济宁优化、对围护结构的设计方案进行优化、对整个房屋结构细节部分的设计方案进行优化等。
房屋建筑结构的布置方案可能有很多种，对于统一建筑，可以选择不同的结构布置方案。而对于已经确定结构布置的房屋建筑，有与分析方法的不同，也会在考虑相同荷载作用的情况下选择不同的分析方法。此外，房屋建筑的设计选用的设计参数指标、选择用的建筑材料和荷载标准值得去法等都会对房屋建筑设计产生一定的影响，这些因素都有设计人员去决定，而设计人员的经验在此时就发挥了重要的作用。经验丰富的房屋建筑设计人员，在面对这些问题时，就会对房屋建筑的情况进行全面综合的考虑，然后做出合理正确的判断，选择灵活的设计方案，这就是所说的概念的优化设计。由此可知，房屋建筑结构中优化设计的关键在于设计人员的经验积累，经验越丰富的设计人员，就越能实现房屋建筑结构的优化设计[2]。
结构优化设计方法主要是将力学、数学等理论知识为基准，通过利用先进的计算机网络技术而房屋结构原有的设计进行分析，通过合理的优化，从而使其变成一个最佳的设计方法。结构优化设计方法的本质也就是对原有设计求极值。结构优化设计的具体步骤为：首先，建立一个科学合理的优化数学模型，通过该模型可以对原有设计进行分析，从而获得最准确的优化结果；其次，采用最科学合理的优化数学算法以及优化迭代控制，当我们建立优化数学模型之后，自然会出现多种优化数学算法，这就需要设计者能够及时有效地选取最科学的优化数学算法，这样也就能够达到理想的效果。
二、房屋结构设计与经济性之间的关系分析
（一）房屋结构设计与土地资源占用方面的关系
在现代化社会发展中，高层建筑、多层建筑不断涌现。一般来说，高层建筑的总建筑面积也就是每一层建筑面积之和，也就是说，如果建筑物的层数越多，那么单位建筑面积内土地占用面积也就有所降低。但是我们也需要清楚的知道，随着高层建筑的不断增多，建筑企业为了保证其采光程度，每个建筑物之间的距离也就随之拉大，因此建筑同样会占用较大面积的土地[3]。
（二）房屋结构设计与工程造价方面的关系
在建筑工程建设过程中，每一个部分的工程造价都有很大的差异，例如在建筑物的屋盖部分，不管建筑楼层多高，都是同一个房屋盖，因此建设者在对屋盖进行施工的过程中，所投入的资金也不会有太大的变化。而围护结构在建设中产生的工程造价会随着楼层的增高而不断增多。这就需要我们对其进行合理的分析，并对其中的建设成本进行严格控制，从而保证建筑物达到经济性目的。
（三）高层住宅结构设计与经济性的关系
一般而言，住宅层数高矮将本质的影响住宅开销，其根本原因乃是伴随层高不断上升，墙体面积和柱体积也会慢慢上升，而且会加大结构自重，进而还会增加柱以及基础承受荷载力，于是让电气以及水卫的管线同比例变长。如果将层高降低，那么可以有效地节省材料物资，而且还可以节约能源等，对于抗震非常有利，能最大程度的节约金钱输出。另一方面，减少层高不但可以降低房屋的高矮，有效地缩小建筑和建筑间日照的距离，所以降低层高也在一定程度上对于节约土地资源有很大的作用[4]。
三、结构设计优化技术应用实践
结构方案的建立过程即工程结构设计。伴随急速更新发展的计算机硬、软件产业，凭借计算机、力学、数学一系列方法，将结构设计做到最优化技术推广。结构优化设计及传统结构设计其设计原则和过程是相同的，不同之处在于传统设计缺少安全、经济性作为衡量准则[5]。最优设计则是在安全、经济准则基础之上，利用计算机作为辅助技术，非常便利地实现了分析计算、设计、出效果图等整套程序的自动化，大大提升了设计整体效果及质量。结构设计优化技术在应用实践中应注意的问题如下：
（一）前期方案设计期间将结构设计优化参与其中
建筑方案设计前期如有一个优秀的、合理的设计方案，并参与结构设计优化，就会争取到非常优秀的开端。但目前在前期设计方案中结构设计优化参与其中的并不多，如果能对建筑类别有所针对，并进行合理选择结构设计优化方案，将降低建筑的总投资成本，因此在建筑方案设计初期应注意建筑方案的结构优化设计，考虑结构的合理及可行性。
（二）概念设计结合细部结构设计优化
概念设计主要作用于无具体数值量化现象，比如无确定性的地震设防烈度，现实难免与计算式存在区别，那么设计时应采取概念设计方法，使数值成为辅助及参考根据。为达到最佳优化设计效果，设计人员应该灵活运用结构设计优化方案。钢筋选择时应注意：I 级钢和冷轧带肋钢市场价格差不多，但是他们的极限抗拉力相差却相当大，所以在塑性满足要求的情况下，现浇板的受力钢筋就可选择冷轧带肋钢筋。在做里面设计的时候，外立面上的悬挑板及配筋，应在满足基本规范要求之上，以达到安全、经济之目的。
（三）结构设计优化――下部地基基础
桩基础类型的选择，要依据现场地质条选择最为合适的结构设计优化方案，以降低工程总造价为目的。例如对灌注桩桩长的选择影响较大的桩端持力层的选择，要多进行比较，最终确定最为合适的方案。
四、结束语
我们常说，建筑是凝固的艺术，好的建筑师总希望可以通过建筑来合理的表达本身设计意图，希望拥有艺术性以及实用性能的美妙融合。建筑结构设计师们应严格遵“安全、经济、合理”的设计理念，努力探索更合理的结构设计方案，保证建筑工程取得良好的经济效益和质量效益。
【参考文献】
[1]张英迪.试析结构设计优化技术在房屋结构设计中的应用[J].科技与企业，2012，24（22）：36-38.
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房屋结构设计方案范文6
关键词：结构设计；优化；探索
1、前言
结构设计优化是近年发展起来的一门新型技术，它能够使设计者从被动的分析、核验转而进入主动的设计角色，是结构设计领域新的发展。与传统设计相比，结构设计优化能够更合理地利用材料的性能和局部空间，使结构内部得到最好的协调，并达到设计要求的安全规范。
2、房屋结构设计优化技术应用中存在的问题
一般来说，房屋结构设计人员在进行房屋设计过程中，需要利用适宜的设计理念与设计方法，对房屋结构的形势、构件尺寸、布局等进行科学地设计，从而满足房屋结构的设计需求。在建筑方案阶段结构设计就要进入配合，结构设计的经济性是否合理在方案阶段就决定了大部分。经济性不是“抽”钢筋，不是为省钢筋而省钢筋，也不是牺牲结构的安全性和耐久性，是在保证结构的安全，合理受力的前提下，并满足规范要求的“低值”配筋。随着设计技术的发展，房屋结构设计优化技术的应用越来越广泛，但是却存在着一些问题需要设计人员提高重视。
第一，房屋结构设计受到多重因素的影响，致使设计人员在设计过程中，所优化的目标只能够满足一个或者几个方面的要求，不能同时满足整个工程的需求。设计人员利用计算机软件来优化房屋结构设计，同样受到设计进度、建筑功能等因素的制约，使房屋结构设计优化目标无法达到最佳。
第二，一些房屋结构设计人员在进行技术优化过程中，通常是从小处着眼，即对房屋结构的尺寸与构件截面进行优化，从而忽视了结构尺寸与构件截面在结构整体中的作用。因此，在房屋结构设计优化技术应用中，不能仅仅优化结构的尺寸与构件截面，还要考虑结构的整体性，比如房屋周边的梁柱截面有时候不是单纯的为了满足计算配筋的要求，而是保证结构整体更好的抗扭能力，以保证房屋建筑整体的稳定性与可靠性。
第三，随着人们对房屋结构设计要求的不断提高，房屋结构设计中的变量也在不断增加。因此，房屋结构设计人员必须提高重视，以提高优化设计技术应用的效率。但是，传统的设计算法已经不能满足房屋优化设计的要求，需要设计人员针对问题，提出创新的设计算法，以提高房屋结构设计优化技术应用的有效性。
3、结构设计优化技术的原则
结构设计优化要求我们从工程的设计和价值角度去思考方案。结构设计优化是追求最合理地利用材料的性能，使各构件或各设计专业得到最好的协调。它不仅具备了传统设计方案所要求的规范以及规范所要求的安全度，而且也具备了现今价值学和审美学的成分。结构设计优化是对结构设计进行深化、调整、改善与提高，也就是对结构进行高质量再加工的过程。结构设计优化不是以牺牲结构安全度与抗震性能为代价，而是经过结构设计优化的过程，使建筑功能更协调，成本更低，结构更安全。
房屋结构设计中建筑结构设计优化的内容主要是通过对基础结构、屋盖系统结构方案、维护系统结构方案等其他结构综合进行设计的过程。在整个过程之中强调的是一切从实际出发，紧贴工程进度、发展的实际情况，以控制工程造价成本为中心的结构优化设计理念。
在进行工程项目的结构设计过程中，除了要考虑设计对象的基本使用功能和兼顾其安全适用性以外，还应尽可能将设计对象设计的更加完美，这就是结构设计优化问题。定义为工程结构在满足约束条件下按预定目标求出最优方案的设计方法。随着我国社会精神文明建设的不断发展，人们对于居住环境精神领域的追求已然形成一种时尚。对于人居环境的改善，其根本主要体现为美观与结构之间的协调、配合，使得建筑工程满足美观的同时也能实现在经济规划方面的实际意义。
4、结构优化设计的方法
一个优秀的建筑不仅仅是美观与优化结构设计的紧密配合，更是满足了人们对房屋结构安全性能、经济性和设计合理的要求，所谓的结构优化设计方案，就是结合原来的设计方案、新的工艺和设备、新材料的投入，对局部的设计进行改变，不仅要满足技术和功能可行性的要求，还要节约材料使工程造价明显降低。
4.1.建立结构优化设计的模型
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。建立优化结构模型的步骤大致如下：一是，选择合理的设计变量。因为各种设计变量的选择对设计要求的影响是比较的大，在设计的过程中可将所涉及到的变量按照其自身重要性进行区分，将一些变化不大的参数定为预定参数，通过此项工作能减少计算和编程的工作量。二是，确定目标函数。房屋结构可靠度优化设计的约束条件，包括了应力约束、裂缝宽度约束、结构强度约束、尺寸约束、从正常时的极限状态下弹性约束到终极状态的弹塑性约束、从可靠指标约束到确定性约束条件等。在设计的过程中，要保证各种约束条件必须符合要求，找到满足条件的最优解，并确定约束条件。
4.2房屋结构设计优化中计算参数的优化
所有的计算机计算结果，应经分析判断确认其合理、有效后方可用于工程设计。通常情况下，计算机的计算结果主要是结构的自振周期、楼层地震剪力系数、楼层弹性层问位移（包括最大位移与平均位移比）和弹塑性变形验算时楼层的弹塑性层间位移、楼层的侧向刚度比、墙和柱的轴压比、柱底内力设计值、地震倾覆力矩与总地震倾覆力矩的比值及超筋超限信息等等。为了分析判断计算机计算结果是否合理.结构设计计算时.除了有合理的结构方案、正确的结构计算简图外，正确填写抗震设防烈度和场地类别，合理选取电算程序总信息中的其他各项参数也是非常重要的，这些参数要按照电算程序软件的有关规定设置.使结构设计更加合理。
4.3概念设计结合细部结构设计优化
概念设计应用于没有具体数值量化的情况，例如地震设防烈度，因为它的不确定性，计算式难免与现实有较大的差异，在进行设计的时候就要采用概念设计的方法，把数值作为辅助和参考的依据。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，达到最佳的效果。
与宏观把握相对应的，设计的过程同时要注意对于细部的结构设计优化，比如现浇板中的异形板拐角处易出现裂缝，可划分为矩形板。注意钢筋的选择，I级钢和冷轧带肋钢市场价格差不多，但是他们的极限抗拉力却相差很大，所以在塑性满足要求的情况下，现浇板的受力钢筋就可选择冷轧带肋钢筋。在做里面设计的时候，外立面上的悬挑板及配筋，满足基本的规范要求即可，达到既安全又经济的目的。
4.4结构构件配筋计算的优化设计
在计算建筑物构件尺寸及配筋的过程中，多次反复调整构件尺寸并进行计算，从中总结出最优化的结构尺寸，使得在一个固定荷载常数下，得到最为经济的计算结果。计算结果应满足两个重要的指标：a、计算结果应首先确保结构的安全性，这是重中之重。b、在满足安全的前提下，使配筋量大致控制在结构计算配筋的范围内，使得构件内的钢筋量切实地发挥其受力作用，而并非作为仅仅起到支架作用的构造配筋量。