摘要：土木工程建筑结构设计要考虑工程成本以及建筑后期使用、维护的节能性，还要最大限度满足使用者对建筑结构本身的功能需求，对建筑结构设计优化，提出了更迫切、更高要求。所谓结构优化设计，就是指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。要想做好建筑结构的优化设计，要选择合理的结构方案，其决定了整个设计的好坏成败。因为对同一个建筑设计方案而言，结构设计不是唯一的，不同方案会使工程质量和工程造价产生很大差别。
关键词：土木工程;建筑结构;问题;优化策略
1 前言
随着土木工程领域的发展，土木工程建筑数量增加、规模扩大，其安全问题也越来越突出。结构设计作为土木工程的重要环节，其结果不仅影响着施工效果，也影响着工程效益和企业收益。为提高土木工程的施工质量，优化结构设计显得尤为重要。基于此，本文从土木工程建筑结构设计必要性出发，首先分析了土木工程建筑结构设计问题，然后探讨了优化设计策略，以供参考。
2 建筑结构优化设计的必要性
为了达到结构优化设计的目的，工程设计人员必须在保证结构安全的前提下，通过对建筑结构的理性分析，采用合理的优化设计理念和方法进行优化设计，使得能有效地控制工程造价，满足投资方的经济要求。通过以往的优化设计经验来看，相比于传统的设计方法，优化设计通常可以达到降低工程造价5% ～30%的目的。但是在实际的工程设计中，很多因素都制约了优化设计的开展和实施。比如，工程的设计进度的要求，使得设计人员根本无暇顾及到结构的优化设计要求，为此，为了降低工程造价的成本，提高设计人员在工程建设过程中对优化设计的把握非常必要，只有加强技术和经济效益的有效结合，通过合理的优化设计方案，达到降低工程造价的目的，创造更大的社会效益。
3 土木工程建筑结构设计存在的问题
3.1 环境破坏和污染严重
一直以来，环境问题都是人们的关注重点，行业的发展会对环境产生或多或少的影响，只能采用有效措施尽可能的避免。如若在土木工程建筑结构设计中忽视环境保护，将严重影响生态环境。
3.2 结构设计安全问题
建筑结构设计方案优劣性，和事故发生几率有着直接关系。从当前来看，部分人员在设计建筑结构方案时，多存在随意增添钢量或扩大截面的现象，增加施工成本，威胁建筑结构的安全性。报告显示，尽管我国在结构方案上的安全储备较低，但是对材料用料的要求却高于其他国家。20世纪50年代初期，我国的混凝土强度低，施工方式也落后于其他国家，导致安全事故频发。可见，安全事故的发生和建筑结构的安全性密不可分。
3.3 结构稳定性问题
现阶段，土木工程建筑多为高层，但是在工程施工中，由于内外界因素的影响，严重干扰着结构的稳定性。因此，在设计建筑结构时，需要综合考虑其抗震性能和稳定性。建筑结构抗震设计期间，建筑工程的宽度参数是重要指标，也是设计人员考虑的重点，和建筑结构稳定性有着直接关系。同时，还要考虑建筑基础深度，比如：部分员工经由变形缝分开裙楼和主楼，加之基础埋深不合适，一旦发生地震，将导致建筑物滑移或颠覆，威胁居民的生命、财产安全。
3.4 楼层平面刚度问题
建筑结构设计过程中，若结构概念缺失或布置不合理，可使用楼板变形的方式计算楼层平面高度。从力学模型上看，该方法是可行的。但是，设计人员在明确变形程序时，所得结果并不准确。分析得知，计算结果不准确的原因和立于安全储备上的位置受到严重影响相关。基于此，设计人员可借助楼层设计的刚性露面进行计算，从而规避计算误差现象的出现。
4 土木工程建筑结构设计优化策略
4.1 优化建筑图纸设计
图纸是建筑工程施工的重要依据，也是保证工程效益的主要资料，只有施工人员参照图纸施工，才能保障施工安全性和施工质量。具体施工中，普遍存在敷衍图纸要求的情况，图纸内容也存在诸多缺陷，这是导致图纸无法落到实处，无法发挥实用价值的重要因素。对此，需要针对性的完善建筑图纸。
投资人员需要充分了解建筑质量、经济效益间的关系，以保证图纸完善、合理，尽可能的确保施工质量、经济成本的最优关系。在建筑图纸设计过程中，需要明确参数指标，直观判断图纸内容。同时，还要在图纸中标注参数及含义，明确参数界限，确保施工人员不会对图纸产生模棱两可理解的情况，便于有效落实设计方案。建筑方案设计完成后，先对图纸内容进行检查，确认无误后方可使用。若建筑图纸出现问题，即刻结合工程实际修改，直到图纸内容都准确标注，进一步体现图纸设计的严谨性及合理性。
4.2 优化安全設计，降低自然灾害影响
待自然灾害设计得以完善后，根据其对建筑工程的影响，采用有效措施降低自然灾害对建筑的影响。现阶段，多在建筑主体、基础结构间设置隔离层，在顶端设置反摆，规避自然灾害发生后的建筑碰撞，解决建筑大幅度振动的问题，保证建筑结构的稳定性。该方案已在当前广泛应用，而且在部分项目中也明确了该方案的可行性。另一方面，做好建筑结构的抗震设计，例如：借助偏压柱、综合受弯梁等方法提高抗震性能，做好配筋和板的设计，保证板的长短边设计合理。又或者，沿着墙体高度设置钢筋硂小柱，按构造要求设置构造柱，其截面为240×180mm，纵筋使用4Ф12，箍筋间距≤250mm，并在柱上下端加密。
4.3 优化建筑结构设计
建筑结构设计是土木工程建筑设计中的重要环节，因此设计人员除要保证图纸精准外，还要优化结构设计。具体设计中，设计人员需要明确这样几点：第一，结构设计优化的目的是提高建筑工程的施工质量;第二，结构设计优化应尽量压缩工程造价。这种情况下，设计人员不但要考虑工程的实际需求，还要考虑投资方的投入成本、经济实力，不断优化工程结构，直到满足投资方、施工单位的需求，并得到双方认可。首先，到施工现场进行考察，借鉴相关资料，结合自身经验，计算相关构建的承载力，并比较其属性，从中优选出最合适的构件。以某工程为例，其结构不但受竖向荷载影响，还受地震荷载、风荷载等方面影响。设计人员要综合考虑这些因素，优选结构的选型方法、布置方案，增强相关荷载和安全性。需注意的是，建筑结构的传力路径不能过长，应使用跨界、简易法将结构荷载传至主梁。同时，利用竖直方向的构件，在最短时间内将荷载传至基础。在内剪力墙设计过程中，需要严格把控剪力墙间距，使楼板刚度满足施工和后期使用需求。所以，在建筑结构设计期间，需要先找寻优化对象，比如薄弱的构件或环节，然后再更换构件，增强结构强度。
4.4 优化建筑刚度设计
在设计好建筑结构内外部防护后，还要选用合适措施增强结构刚度。首先，考虑施工材料的使用，比如钢筋混凝土，因为这种材料在建筑工程中应用广泛，也是确保建筑稳定性的关键。虽然我国要求不同建筑使用标准不一的混凝土施工，来保证结构稳定性，但是实际施工时不能只将标准作为目标，而是要进行不断的探索和优化，找寻最佳的施工方法和材料，在减少材料成本的同时，提高建筑材料的应用价值，促使其刚度、安全性满足国家要求。
此外，重视对设计人员的业务培训，加强设计过程的管理。土木工程涉及的员工，需要对工程进行严谨、客观的分析，从而保证设计方案的有效性。这就要求加强对设计人员的教育培训，特别是他们的工作理念、设计知识等，提高工作素养，这样才能设计出与工程相符的方案，不被他人所取代。同时，还要加大设计过程的监管力度，结合工程实际、具体要求分析和管理设计方案，便于及时更改设计偏差，提高设计方案的可行性。
5 小结
综上所述，为提升土木工程建筑结构的稳定性、安全性，除要在设计期间坚持完整性、高效性、合理性原则外，还要深入分析结构设计中存在的问题，采用科学、有效的措施优化设计，以满足建筑结构的设计需求，减少投资成本。同时，重视对生态环境的保护，加强对员工素养、企业信誉等资产的建设，提升设计水平，推动企业长远发展。
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