土木工程结构设计优化方法及应用探析

发表时间:2021/5/7   来源:《基层建设》2020年第30期   作者:张庆荣
[导读] 摘要:建筑结构设计主要指在满足建筑各项功能要求的基础上,实现建筑各项数据优化,即在所有可选择的建筑结构设计方案中,选择一个相对更为优质的结构设计方案。
        中衡卓创国际工程设计有限公司  广西南宁  530000
        摘要:建筑结构设计主要指在满足建筑各项功能要求的基础上,实现建筑各项数据优化,即在所有可选择的建筑结构设计方案中,选择一个相对更为优质的结构设计方案。建筑结构优化可以提升建筑质量,满足用户对建筑质量要求,同时通过结构优化设计,还可以在一定程度上节省建筑工程造价,促进工程整体效益提升。因此近些年建筑企业对建筑结构优化的重视程度越来越高。
        关键词:土木工程;结构设计;方法;应用
        1 土木工程结构设计概述
        建筑结构的设计主要是考虑建筑物的整体安全性,然后综合考虑建筑外观及造型、给排水设计、通风设计、电气设计及整栋建筑的其他方面。在实际的结构设计过程中,通常必须遵循结构安全、设计经济和造型美观的原则,尽可能地提高结构的舒适性并在保证结构设计安全性的基础上控制建筑的成本。
        2 工程建设中土木工程结构设计应该遵循的原则
        2.1 主次有序原则
        在土木工程房屋建筑结构设计的过程之中,往往会涉及注入强柱弱梁、强剪弱弯等重要理念,这就要求设计人员能够对于这些理念进行高度的重视和全面的分析,在建筑结构设计之中,遵循主次有序的原则,提升建筑结构设计的合理性和科学性,使建筑的美观性和结构的安全性能够充分的结合,进而使建筑工程的整体布局能够满足使用者的实际需求。
        2.2 优劣互补原则
        对于建筑结构设计而言,应该遵从优劣互补的原则进行设计。比如说,如果建筑物的主体结构柔性过高,虽然其抵御外力的能力较强,但是容易发生变形破坏,导致建筑工程的使用性能下降;而如果建筑物的主体结构刚度过强,其变形能力就无法得到全面保障,一旦遭受到较大外力时就会导致建筑物主体结构断裂的情况。这就要求了设计人员能够根据优劣互补原则将二者的优势与劣势进行巧妙的互补,从而全面提升建筑结构的安全性与稳定性。
        3 土木工程结构设计期间的常见问题
        3.1 勘察设计存在的问题
        房屋设计前,要全面做好现场地质勘察工作。地勘数据,是房屋设计的重要依据。当前,建筑工程规模越来越大,房屋的功能也越来越多样,更多综合功能的房屋不断出现。不重视地勘数据影响到了房屋的设计质量。一些建筑在设计中,时常出现设计条件和实际地质条件偏差的现象。出现这种情况的原因是建筑结构设计人员没有查看项目现场,也没有切实依据地质报告中的勘察数据。一些设计人员仅依据开发商工作人员提供和介绍的资料进行设计,很多重要的数据不准确,导致最后的设计方案不合理,影响了建设质量。
        3.2 不重视房屋结构设计
        住宅设计和施工图是住宅建设的指导和基本文件。好的结构设计和施工图可以保证项目的质量。土木工程的结构质量对土木工程的整体质量有最直接的影响。目前,有些单位不重视结构设计,或者对房屋结构的重要性认识不足,没有现场进行结构设计,根据感觉经验盲目复制和设计,均存在质量隐患和安全隐患。一些单位在越来越严峻的市场竞争中,一味看重效益,只强调土木工程设计快速出图,没有考虑到建筑工程的质量与安全,导致土木工程存在严重问题。
        3.3 设计人员专业素质问题
        设计师的职业道德、职业操守也影响工程的建筑质量。部分建筑设计师凭感觉进行设计,不熟悉相关设计标准和规范,对结构设计的理解不足,与结构设计师缺乏沟通,出现一些问题;而一些结构设计师,缺乏设计经验和能力,没有考虑建筑的受力特性、地质特性和环境因素,盲目照搬、直接借鉴他人的设计成果。也有部分设计师思想保守,缺乏创新,作品陈旧,甚至沿用一些淘汰或废弃的构架,导致房屋安全性、功能性、观赏性下降。设计师的责任感差,不能保证建筑项目的设计质量,也影响着建筑的整体效果。


        3.4 土木工程图纸设计不规范
        工程图纸是工程界的共同语言。图纸是房屋施工的依据,是工程承包的重要文件。图纸的准确性是保证房屋质量与安全的前提。全面提高设计图纸的质量,是保证土木工程符合科学、规范的要求。一些单位不重视图纸设计,图纸设计不规范,比例、线型、图例乱用,图纸排布、布局不规范,图纸设计不合理,设计说明表述不清。没能正确、准确表达设计师的设计思想和设计意图,导致施工单位误读、误操作,出现工程质量问题。
        4做好建筑结构设计的对策及建议
        4.1 充分运用现代化技术
        在房屋结构设计优化方面,相关人员要充分运用多种现代化先进技术,利用各项技术辅助建筑结构优化设计,促进高质量房屋打造。相关设计人员可以充分运用计算机、大数据、BIM等技术,提升建筑设计优化质量,例如,相关设计人员可以利用BIM技术,模拟建筑设计结构,更为直观地观察每一处建筑结构具体情况,并结合实际土木工程需求,对每一项建筑结构参数进行优化,提升建筑结构的整体质量。
        4.2 加强对房屋结构前期设计重视程度
        首先,加强施工现场实际勘测。在建筑结构设计之前,需要对房屋建筑工程施工现场进行调查,全面掌握施工现场实际情况,并根据工程现场具体环境情况,对房屋结构进行设计,确保土木工程结构与实际施工环境相匹配,避免盲目设计导致后期建筑与实际现场环境匹配程度不够,甚至产生一系列质量问题。在设计前期,设计人员需要对施工现场地质、水文、风向、附近建筑、建筑面积、占地面积等情况进行全面记录,在设计过程中充分考虑这些影响要素。其次,施工企业可以成立由设计人员、工程技术人员、管理人员、施工人员组成的建筑设计小组,从建筑施工、建筑设计、建筑管理等方面对建筑结构进行综合考量,促进建筑结构优化。
        4.3 优化建筑结构内部结构
        土木工程结构根据建筑本身结构位置关系,可以分为建筑外结构与建筑内结构,建筑内结构即所有处于建筑内部的建筑结构。由于建筑内结构主要分布在建筑内部,大多数建筑设计人员往往会忽视内部结构设计优化,使得建筑结构优化质量提升空间受限。相关设计人员可以充分关注建筑结构内部设计的优化,从施工的每一个细节之处优化建筑,提升建筑结构优化质量。同时在内部结构设计优化方面,相关设计人员要充分考量不同设计方案所需要的施工量,尽可能地从多角度分析每一个参数优化设计,提高建筑结构优化设计质量。
        4.4 提高设计人员专业素质
        重视人才引进,充实力量,打造一支具有专业技术和专业水平的建筑设计团队,从根本上提高房屋设计的能力与水平。通过培训提高建筑设计师的专业素质,通过制度规范设计人员的执业行为。建立相应的标准体系,规范设计,提高设计人员的专业素质。设计人员要客观严谨地分析项目的结构特点和结构构件的功能,提高工程设计质量意识,认真进行设计工作。社会也要尊重设计师的专业意见,理解他们从事的工作的特殊性。企业可以采取奖励的方式,对设计人员建立奖惩制度,有效提高设计人员的责任心和积极性,激励设计师认真开展设计工作,从而保证设计质量。
        5 结束语
        随着科技和建筑材料的不断发展,人们对于房屋的质量和美观的要求也是越来越高,而结构设计是保证建筑物质量的前提,因此我们应对结构设计中存在的问题要采取理合理的计算方法和切实有效的安全措施来保证建筑物的安全性和美观性。
        参考文献:
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