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优化技术在土建结构工程设计中的有效应用袁绍鹏

发表时间：2020/6/17 来源：《基层建设》2020年第6期作者：袁绍鹏

[导读] 摘要：如今，我国的经济高度发展，国民的生活水平和生活质量都得到显著提高，人们对于生活中用到的各方面产品和服务的要求都越来越高，尤其是“衣食住行”方面。

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        摘要：如今，我国的经济高度发展，国民的生活水平和生活质量都得到显著提高，人们对于生活中用到的各方面产品和服务的要求都越来越高，尤其是“衣食住行”方面。建筑行业中土建工程的质量问题在这样的背景中，越来越受到国家和人民的重视和关注。为此，必须不断通过优化技术优化土建结构工程的设计，保证土建结构工程的稳定性和安全性，促进建筑行业的稳步发展。本文针对土建结构工程设计中的优化技术应用现状和问题，深入分析优化技术在土建结构工程设计中的具体应用方式。
        关键词:优化技术;土建结构;工程设计;应用
        引言
        在土建工程项目管理过程中，其中一项重要的组成部分就是工程土建结构设计优化的控制与管理。随着时代的发展，优化技术在土建结构工程中的应用已经越来越广泛。本文结合设计经验，首先对土建结构的抗震设计和配筋设计中的优化技术进行了分析和研究，然后从基础连系梁和框架结构柱等方面，对土建结构设计中的常见问题及其优化技术进行了归纳和总结。
        1优化技术在房屋结构设计中的应用策略
        1.1深入地研究土建结构在疲劳荷载作用下的反应及对策
        因为在土建结构中承担着动荷载作用，包括活荷载作用和风荷载作用，该类的作用力会对土建结构内部形成循环往复并产生变化的应力，不仅会对结构产生影响，使其震动,甚至会给结构带来疲劳损伤，这一问题逐渐积累,对内部结构产生较大的伤害。因为土建结构工程使用的材料一般难以实现真正的均匀和连续，同时会导致出现较小的问题和不足,在上述循环往复并不断变化的应力的作用和影响下，这些细小的问题都会逐渐扩大,进而形成一定损伤，这些必须受到重视,否则会逐渐恶化,对整个结构产生不利，影响其安全性。而在研究疲劳荷载作用上,不单单是研究土建结构工程的整体结构,通过实践可知，一些土建结构关键部位上的构件由于未能有效抵抗疲劳荷载作用，进而导致局部失效,最终则造成了土建结构工程整体结构失效。
        1.2优化建筑细部设计
        在土建工程设计过程中，相关工作人员必须确保高度重视整体设计，同时，还需要在一定程度内优化细部结构设计，确保工程设计效果能得到最大程度的发挥。比如，在开展抗震性能设计时，首先需要尽量加宽抗震缝，避免在发生地震时控阵风两寸出现相撞情况。其次，需要科学设计连续梁和悬挑梁，确保其合理性，同时需要进一步保障满足设计标准，以此为基础，才能确保悬挑梁有效降低截面应力，但是在连续梁支座上部还需要进行负筋的科学设计和合理配置。随后在设计构造柱时，由于其刚性远远低于承重柱，因此在具体设计过程中需要与称重柱所具有的刚性标准有效结合，只有以此为基础，才能确保更为有效地发挥其支撑作用。但是在此过程中，必须确保承重柱具有一定截面高度，同时还需要合理控制梁柱线刚度比，以此为基础，确保有效提升建筑安全性和耐久性，进而确保承重柱具有更高的抗震性。与此同时，还需要确保科学应用计算机技术，有效结合优化设计和计算机，进而确保工程设计具有更高的科学性，实用性和合理性。
        1.3设计时要注意土建结构的使用寿命
        建筑项目的使用寿命是土建结构设计应该首先要考虑的问题，对建筑物的寿命要求应该符合国家通用的标准，因此，设计人员应该对此引起重视，对建筑物使用寿命的意义要做到深入研究。对建筑物使用寿命的研究在设计阶段应该注重模拟实验，把土建结构设计通过BIM技术进行模拟实验，以保证结构设计方案能够使建筑物的使用寿命达到国际标准。在模拟实验的过程中还要把一些影响建筑物实际使用寿命的因素充分考虑进去进行综合实验，以保证实际的结果和模拟实验的结果能够达到充分吻合的效果。

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        2优化技术在土建结构工程设计中的优化方法
        2.1数学规划法
        在建筑施工过程中，力学设计水平对结构物具有很大程度的影响，如果不能对其结构力学设计的科学性和合理性进行更高程度的保障，则无法确保进一步满足建筑具体运营过程中对承重力量和承重质量相关要求，进而对建筑物质量造成极其严重的不利影响。在此过程中，学规划法具有极其重要的应用价值。该方法具体是指基于结构力学相关原理合理优化工程结构设计的一种方法，与此同时，还需要应用优选法探究最优解。在具体工作过程中，数学规划法主要应用于处理非线性规划问题，而且在不断研究、归纳、总结过程中逐渐产生具有更强适用性的算法，但是在具体应用过程中，相关算法对其理论基础都具有极其严格的要求，通过对其进行科学应用，能够确保最优解具有更高的准确性。在对土建工程进行结构设计过程中，相关工作人员还需要确保严格基于实际状况开展具体作业，有效结合现场实际情况科学选择优化方法，确保其针对性和有效，对其整体工程设计的科学性和合理性进行更高程度的保障。
        2.2优化准则法
        对于优化准则法，必须要求设计人员结合实际情况，根据实际建筑项目的要求和土建结构的要求去考虑，设计理念必须符合实际要求。在应用优化准则法的过程中，迭代法是优化准则法最好的应用实现方式。因此，把优化准则法有效运用到土建结构设计中，设计人员必须有丰富的设计经验和较强的理论知识。同时，在应用优化准则法进行设计的过程中要不断地进行讨论和深入研究。在应用优化技术的过程中，由于优化技术中的优化准则方法运用起来很方便，因此其应用非常广泛，被广大的设计人员普遍使用。但是，优化准则法在应用过程中也存在一些弊端，那就是必须在土建结构布局完全形成以后才能够有效应用，故优化准则法的应用范围就非常有限。
        3土建结构设计中的常见问题及优化技术
        3.1基础连系梁设计的常见问题及优化技术
        对于桩基础而言，需要在单桩承台彼此呈90°角的方向安装系梁;且设计安装过程中需要首先考虑短向问题。对于单一扩展型基础而言，实际施工阶段，需要提供对单一基础及其连系梁间的缝隙进行处理，选择混凝土填充，确保和基础顶面完成对齐，接着便可以开始基础连系梁浇筑工程。经过上述处理，能够让连系梁计算跨度合理减小，更加符合设计要求。如果是通过基础连系梁完善柱底弯矩，那么需要按照框架梁状态，对其配筋与截面尺寸实施合理的设计。在这种情况下，需要对所有梁正弯矩钢筋进行拉通处理，且位置选择1/2跨处，对于基础连系梁而言，框架柱部分的纵筋需要采用箍筋的方式进行加密、锚固，确保和上层框架梁之间完美一致。
        3.2框架结构柱设计的常见问题及优化技术
        在考虑抗震性能问题时，需要按照抗震设计要求开展加密工程。除此之外，需要将低于柱高区范围这一要求作为前提条件，采用加密方法，使楼梯和角柱间梯柱、框架柱得到有效保护。一般来讲，框架结构柱截面部分应当满足以下标准:如果土建结构需要达到1、2、3级抗震标准，那么截面边长需要超过400mm;如果土建结构需要达到4级抗震标准，那么边长需要超过300mm;如果并未考虑抗震问题，那么边长需要超过250mm。实际施工过程应当严格遵循以上标准进行处理，防止结构出现问题，引发严重的安全隐患。
        结语
        综上所述，在土建结构工程设计中应用优化技术，能够在有效地保证建筑物的质量和视觉效果的同时，还能够降低成本投入，最终达到提高建筑项目经济效益的目的。因此优化技术在土建结构设计中的有效应用是非常有必要的。
        参考文献:
        [1]冯蕾蕾,卢峥.优化技术在土建结构工程设计中的应用分析[J].绿色环保建材,2017(5):58.
        [2]邢一行.优化技术在土建结构工程设计中的有效应用[J].农村经济与科技,2017,28(4):64+66.
        [3]张丽娟.才凡.建筑结构设计的常见问题浅析[J].黑龙江科技信息,2010(34).
        [4]赵大伟.建筑结构设计中若干问题的探讨[J].中国新技术新产品,2010(1).