基于土木工程建筑结构设计的优化分析 张锐

发表时间:2021/4/20   来源:《基层建设》2020年第29期   作者:张锐
[导读] 摘要:随着中国的城市化进程不断加快,土木工程也在稳步的发展,而工程的质量直接影响着居民的生命财产安全,受到社会各界的广泛关注。
        核工业西南勘察设计研究院有限公司  四川成都  610000
        摘要:随着中国的城市化进程不断加快,土木工程也在稳步的发展,而工程的质量直接影响着居民的生命财产安全,受到社会各界的广泛关注。所以工程参建单位要加强对建筑结构设计的关注度,积极采取新的结构设计技术,并加大对现场施工的管理和监督,保证项目施工的顺利进行,最终全面提升工程建筑结构设计的质量,延长建筑物的使用寿命。
        关键词:土木工程;建筑结构;设计
        1土木工程建筑结构设计优化方式探究
        1.1土木工程建筑结构优化设计模型分析
        1.1.1设计变量选择
        社会发展越来越快,人们对房屋使用要求不断提高,提高房屋设计质量不仅能够满足人们的使用要求,还能够大幅度增加其使用价值,包括美学价值、经济价值以及社会价值。与此同时,加强建筑结构的优化设计,还能够全面降低建筑投资成本,节约施工材料,同时又能对建筑周围的环境给予保护,为用户打造出一个优质的居住环境和工作环境。对建筑结构的设计进行优化,就是在原始设计方案的基础上改进与完善房屋结构设计以及设计变量的合理化选择,良好的设计变量选择使房屋建筑模型更为融洽,其房屋剩余空间资源得到充分利用,进一步满足人们对房屋的实际使用需求,保障房屋建筑结构设计体系的合理和安全。
        1.1.2设计约束条件
        建筑模型设计的目的是提高并且稳定房屋的质量。因此,模型设计的前提必须要有设计的约束条件。结构上的约束是指将可能的操作方法限在一定的范围内。结构约束的价值在于房屋的内部特性决定了房屋质量的好坏,有了这些约束条件,整个房屋才具有可靠的稳定性和耐久性。
        1.2土木工程建筑结构优化计算方案分析
        结构设计优化设计多个变量、多个约束条件,属于一个非线性的优化问题,设定计算方案时,常将有约束条件转变为无约束条件来计算。常用的方法有拉氏乘子法、符合型法、Powell等。完成计算方案的设定后只需编制相应适用的运算程序即可得到我们的最终优化结果。
        2当前土木工程建筑结构设计中存在的问题分析
        2.1未能全面认识到图纸对工程项目的重要作用
        目前在土木工程项目施工建设过程中,做好图纸设计工作至关重要。在完整的施工过程中,如果未能拟定完善的施工图纸对施工进度会产生较大影响,还会降低工程项目施工质量。从目前部分土木工程项目施工现状来看,有部分施工单位对图纸设计缺乏重视,未能正确认识图纸对工程施工具有的重要作用。导致在施工过程中对施工图纸随意设计,图纸设计结束之后,也不能根据项目建设实际情况对图纸进行检验,导致工程施工活动难以有序进行。在设计过程中,有较多设计人员综合素质有待提升,缺乏工作经验,导致设计中存在多项问题,如果不能及时发展问题,会对项目施工进度产生影响,图纸设计的指导价值也会丧失。
        2.2建筑的结构设计中设计缺陷较多
        在设计过程中,受到设计人员自身综合素质影响,不能全面整合多项细节问题,加上建筑结构自身多个部分与施工环境难以协调发展。导致结构设计中整体性有待强化,要对多项资源合理利用,提升建筑结构安全性。土木工程结构设计整体要求较高,各类设计问题将导致后续系统化施工会出现较多问题,对工程项目整体施工质量影响较大。在设计过程中,要对建筑结构不同节点实际情况进行分析。但是由于设计人员未能从整体进行控制,导致多项偏差问题突出,对建筑结构整体稳定性造成了较大影响。当不同设计方案全面建立之后,未能依照项目施工要求对设计方案进行优化调整,导致实际实施中会出现较多问题。


        2.3未能结合施工现状选取设计技术
        土木工程建设项目在施工过程中,施工选址问题至关重要。设计完整的建筑结构图纸在指导施工过程中都会出现不同程度问题。当前大多数施工部门都能充分认识到工程选址的重要作用,但是由于缺乏相关技术与技术人员之间的沟通交流,导致工程项目施工中容易产生不同程度安全事故,对施工技术人员人身安全以及土木工程建设效益造成较大影响。
        3土木工程建筑结构设计的优化措施分析
        3.1土木工程结构总体设计
        在土木工程结构设计过程中,应该从总体全局角度进行设计,设计人员需要进行一系列的工作。首先需要对业主的要求以及项目中的相关内容进行详细的调查和了解,并对施工现场进行调查,对现场的勘察主要包括地质、水文、周围湿度温度等,将勘察到的信息数据进行收集整理,这些数据信息可以作为设计人员进行方案设计的重要的数据基础。在进行土木工程结构设计内容分析过程中,应该对工程的梁、柱等内容进行分析。设计人员需要将结构框架中的一些节点,利用一些构架进行连接,这样可以保证结构的荷载能力,使得结构的稳固性可以提升,保证结构设计可以符合要求,对于结构的承载能力以及抗震能力有着很大的提升。在结构设计中还要考虑到建筑的抗震性能,结合建筑建设地区以往的地震灾害级别以及危害等信息,通过科学计算方法进行抗震参数的设计,得出准确的抗震设计措施和方案,提升建筑的抗震性能。在结构设计过程中基础设计是非常重要的,因此可以选择合理的基础结构设计模式,保证土木工程结构的稳固性,保证结构可以提高荷载能力。
        3.2提高认识,对设计工作加强重视
        在土木项目建筑结构设计过程中,建筑部门应强调设计图纸的更多质量要求,在所有工作中增加图纸设计的重要性,确保工程项目的有序开发。相关设计部门应该为设计者提供更多的技能培训和工作实践平台,并引导他们积极学习,以提高专业技能。在设计过程中,设计者需要提高专业道德、纠正工作态度、在设计工作进行前深入建筑工地、掌握建筑工地的实际情况并记录检查内容物。通过明确的记录,可以更好地整合项目建设中存在的各种问题,分析调查建设数据。不同参数用于提高土木建筑设计的合理性。
        3.3合理应用信息模型技术对结构设计进行调整
        在土木建筑结构设计过程中,建筑信息模型技术的合理应用起着重要作用。与过去常用的基于CAD的软件技术相比,能够处理各种信息具有更大的优势。土木建筑结构设计师可以通过建筑信息模型技术处理不同的工程信息来补充数据库构建。使用完整的数据库,您可以随时查询工程信息以满足项目建设的要求,从而提高信息的相互关系。数据库构建还可以优化设计总量和设计时间,以防止在以后的建设中发生更改。相关设计者可随时查询不同的资料,以提高设计效率。在土木建筑的结构中,安全性和稳定性非常重要,这方面的设计可以综合改善设计质量。为了综合改善建筑结构设计结果,必须从建筑现场和建筑结构的不同角度进行。利用地理信息系统,您可以更有效地收集信息并了解不同信息元素之间的关系。建筑信息模型技术可以直观地显示建筑材料、外观等方面,整合不同的信息数据,控制舒适度等级、照明条件、建筑项目的节能效果,提高设计合理性。例如,在钢结构设计中,不同部件之间的有效对接可在处理建模结构中实现。基于模型,明确施工应注意的问题,加强设计施工质量。
        结束语
        结构设计是建设项目前期工作中非常重要的一环,关系到建设项目的质量、安全、工期和投资等重要指标。相关人员应加大对新技术的应用力度,提升结构工程师的技术水平和工作素养,结合不断发展的工程设计理念,提升建筑结构的安全性、适用性、耐久性、经济性,保证工程结构的整体应用效果和价值。
        参考文献
        [1]万泉.装配式建筑结构设计中BIM技术的应用研究[J].建材与装饰,2020(8):70-71.
        [2]蒋衍洋.BIM技术在建筑工程结构设计中的应用研究[J].智能城市,2019,5(17):71-72.
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