焦宇
中铁第六勘察设计院集团有限公司 天津市300000
摘要：近年来，受我国城市化进程的影响，土木工程的范围也有所扩大。为了提高土木工程质量，施工前在土木建筑结构设计中，应广泛建立工程项目，以控制在建工程的整体方案。同时，为确保土建结构设计的整体改进，应根据项目的发展制定优化程序。本文主要阐述优化土木结构设计的重要性，分析现有土木结构设计问题，并提出基础设施设计的最佳方案。
关键词：土木工程；建筑结构；设计；优化
引言
随着我国建筑事业的高速发展，建筑数量的增加成为了城市发展的重要标志之一。建设设计的安全性，是支撑建筑物稳定性、可靠性的标准，同时也是人们切实关注话题，因此，加强土木工程结构设计安全性，对建筑事业发展有着较为关键的现实意义。
1.对土建结构工程设计进行优化的意义
工程设计优化可以降低企业的投资成本，节约资金的投入。减少了多层建设采光不好等多方面的因素带来的成本的投入。优化设计结构是降低成本的有效措施，可以提高建筑结构经济，建设多层住宅和高层住宅的时候，建筑楼层越高，需要的建筑材料越多，随着楼层的增加，墙体的承重和建筑主体的重量会不断的增加，地基和墙面的承重力增加，所需要的水电管道和劳动力都会相应的增加。所以，在工程施工项目中，合理运用结构设计优化措施，可以为土木工程建设项目提供了更多的有效运用率，也可以确保建筑工程的施工质量达到的预定的状态。
2. 当前土木工程建筑结构设计中存在的问题分析
2.1牢固性不够
土木工程结构设计的过程中，结构的牢固性对建筑质量的整体安全有着较为关键的影响。随着我国社会建设的高速变革，土木工程设计较差的牢固性已成为影响土木工程结构安全的主要因素，是现阶段土木设计面临的重要课题。虽然部分结构的牢固性在一定程度上不会对土木工程结构造成严重危害，但如出现特殊事故，局部的不稳定，就会导致整体结构的安全性受到影响。在实际结构设计过程中，普遍存在着牢固性较差的问题。此外，在实际结构设计的环节中，混淆构造柱以及承重柱会来带较大的安全事故。
2.2细节不完善
目前，在土木工程建筑结构设计的开发中优先考虑的是建筑物主体部分，对于细节尚未得到足够的重视。因此，在建筑施工过程中会产生许多建筑风险和危机。例如嵌入组件的问题，区域分隔结构的平衡差，建筑空间内部保留的问题等，都是设计细节缺陷。由这些细节引起的威胁是众所周知的，它可能导致建筑物的内部结构发生变化并影响其他工程施工，降低了建筑物的整体质量和效果。使建筑物的整体质量达不到预期使用状态，导致其耐久性下降。嵌入式组件的问题是土木工程建筑结构中嵌入式组件的设计不平衡，从而导致建筑物内部发生变化，从而影响整体质量和有效使用。
2.3基础选型不合理
在建筑工程结构设计中，基础结构的选型非常关键，其与建筑的施工质量、整体稳定性和使用安全密切相关。但是从目前来看，不少结构设计人员在对建筑结构进行设计的过程中，存在基础结构选型不合理的问题，在这种情况下，地基的承载能力无法很好地满足建筑实际需求，使建筑在使用过程中容易出现基础侧向位移或不均匀沉降问题，严重时甚至可能导致建筑过度沉陷和结构开裂，影响使用寿命和使用安全。
3.加强土木工程结构设计安全的措施
3.1 加强土木工程结构设计
图纸质量设计图纸的质量在一定程度上与土木工程结构的质量有直接关系，有关人员应充分重视设计图纸的质量保障，并在此基础上进行综合考虑，以此保障设计图纸的安全性、经济性以及可行性。
此外，鉴于施工人员自身素养以及理解能力存在一定差异化，因此，在设计图纸的过程中，设计人员要对设计图纸进行明晰化理解，对每个设计环节进行详细说明，并在设计图纸的过程中突出建筑结构施工的重要性因素，规避后期施工过程中，出现设计质量的问题或施工人员施工差异导致返工，切实保障了企业经济效益的同时，全面提高了土木结构设计的安全性。土木工程结构交付使用后，建筑责任主体方应对建筑的使用要求进行严格把控，建筑应按设计条件进行使用，规避出现超设计标准的现象，避免对土木工程结构造成可靠度降低的影响。
3.2重视基础选型
基础选型阶段，需要充分考虑建筑工程的设计要求和施工要求，做好不同类型基础的对比分析，并开展相应的模型推演，对照推演结果确定建筑基础的类型，另外，应对基础选型进行整体规划，例如，在一些土质相对较差、承载能力无法满足建筑需求的区域，可以采用桩基础保证基础整体的稳定性和安全性。
3.3明确上下楼板高差设计
设计者在设计时对于上下楼板的设计高差需要进行详细的计算，要结合具体的错层结构框架对于短柱的特征进行比较。在上下层设计环节，设计者需要依据具体的设计目标，在充分保证楼层的水平荷载分析基础上，采取技术手段做好错层位置的扭转效应研究工作。一般来说，在设计过程中可以灵活运用大跨度结构方式，结合相关梁抗扭问题，加强对于设计的管理。
3.4 抗震设计中的优化
在民用建筑抗震设计过程中，应注意设计过程中计算数据的准确性，以确保承重柱的截面面积达到一定的标准，在施工前必须进行标准和预应力测试，以确保它可以承受一定量的外界作用力。其次，在设计过程中，必须保证立柱，剪力墙和立柱之间保持一定的平衡，在设计过程中避免过强的刚度，并具有一定的能力。可以根据外力调整自身的承载能力，有效保护剪力墙，提高建筑物本身的抗震能力。另外，应按照国家标准规定的抗震等级进行设计。在实际的设计过程中，由于环境工程和外力的影响，一般来说，地震等级要高于规定的标准，以确保建筑物的适用性，还要保证相应的易用性和承载能力，要求设计人员在设计过程中注意与钢筋的结构比以及钢筋与混凝土之间产生的作用力，以便确保抗震安全的有效性。
3.5 以“抗”为主技术应用
建筑工程错层结构的设计者在设计时要充分考虑到建筑工程组成结构的刚度和强度，并在此基础上解决建筑结构实际设计中存在的计算问题。譬如某工程总面积建筑39万m2，共建筑6栋属于错层结构，设计人员需要基于抗震设计的需求，将错层结构等级提升。在位移比计算的时候，要充分考虑到错层结构的复杂性，采用两种及两种以上的计算软件进行验算，找到建筑结构的薄弱之处。对于层高不一致所影响的岩性较差的矮柱和矮墙，也要进行精密的计算。由于错层结构本身的楼板布置不均匀、不对称，所以在计算的过程中要充分考虑到楼板洞口所切成的狭长板带。运用 SATWE等方式选择总纲分析法，基于楼板区域存在的大量卧层竖向构件和不受约束的自由点进行计算。
结束语
总而言之，在土木工程飞速发展的大背景下，建筑结构设计的重要性越发凸显，对建筑工程施工建设有不容忽视的影响，需要得到相关单位的重视，对土木工程结构设计中存在的问题进行分析和处理，采取有效措施对问题进行应对和解决，保证土木工程工程的施工效果，继而实现土木工程行业的可持续发展。
参考文献：
[1] 李星 . 浅谈土木工程结构设计中的安全性与经济性 [J]. 建材与装饰，2020（11）：72-73.
[2] 原英杰 . 土木工程结构设计中的安全性与经济性研究 [A]. 中国环球文化出版社、华教创新（北京）文化传媒有限公司 . 全国科研理论学术研究成果汇编：社会科学（六）[C]. 中国环球文化出版社、华教创新（北京）文化传媒有限公司 ：华教创新（北京）文化传媒有限公司，2020.
[3] 包塔娜 . 浅谈土木工程结构设计中的安全性与经济性 [J]. 居舍，2020（3）：84.