模块建筑是以单个房间为基础作为模块单元,单元在工厂完成预制,运输至现场安装,以可靠的连接方式组装成整体的建筑形式。模块建筑作为一种新兴的建造体系,在经济、环保、节能及建造周期效率等各方面都隐藏着巨大的优势,具有广阔的发展前景,成为我国建筑领域重点发展方向之一。但是我国对模块建筑的起步较晚,相关技术性及研究型资料十分稀少,在模块建筑户型设计、平面优化体系和模块整体结构等方面还有很大的研究空间。本文以五层模块建筑住宅为例,从钢结构模块建筑的建筑平面尺寸和结构受力特点为切入点展开研究,探索了钢结构模块建筑最小用钢量与最小建筑能耗限定条件下建筑平面尺寸排布的完整链条,形成了模块建筑特有的建模方法和参数化平面优化方法,并得出满足结构承载力要求下模块建筑住宅最优户型。本研究的主要意义有以下几点:（1）提出了一种模块建筑参数化平面建模和分析方法;（2）利用参数化平台及编程语言初步实现结构智能化设计及优化,为未来的结构智能化设计以及结构智能软件的应用提供可能和指导;（3）将建筑设计、建筑技术与建筑结构相结合运用在模块建筑住宅中,通过参数化平面优化生成符合模块建筑特点的最优解集。首先,文章主要提出一种模块建筑建模方法,建模主要是通过Rhino&Grasshopper平台生成实验的方式根据模块单元特点和用户使用需求规划住宅平面户型布局,在实验对象设定完成的基础上根据房间使用功能、约束条件、邻接关系等条件建模生成住宅户型布局形式,将模块建筑与建筑平面生成技术相结合,探索了模块建筑特有的形体生成规律及建模方法,为模块建筑的建模和户型设计提供指导方法。其次,借助有限元设计插件Karamba对第二章生成的模块建筑参数化户型建立三维结构模型、设计并优化,通过python语言实现了结构智能设计和自动优化,使智能化在结构设计领域成为一种可能。优化过程借助Galapagos电池对模块建筑住宅以结构用钢量进行优化,自变量为建筑房间长宽尺寸和结构构件尺寸,研究各房间长宽尺寸对结构用钢量的影响,形成用钢量最小的优化方案。通过与结构设计软件Midas对比分析,验证了结果的安全性和有效性。最后,借助参数化平台OCTOPUS优化插件以结构用钢量和建筑总能耗为目标函数,自变量不变,分别建立能耗模型和结构模型并进行参数化平面优化,得到Pareto前沿解集,以期获得结构安全,用钢量低,节能的建筑方案,确定了最优解集两个目标函数值的范围,提供了几种较优的方案,供设计师选择,为设计提供指导。本文将建筑设计、建筑技术和建筑结构相结合,从而实现形式、节能与结构的统一。最终形成一套符合模块建筑特有的最优住宅户型方案集,为交叉学科参数化优化在建筑领域的应用提供方法和指导。