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分析土木工程建筑结构设计优化

发表时间：2021/5/28 来源：《基层建设》2021年第2期作者：汪垚锋

[导读] 摘要：作为建筑领域的一个重要分支，土木工程在促进我国建筑业可持续发展方面发挥了重要作用，但土木工程结构设计仍面临诸多问题。

        浙江中房建筑设计研究院有限公司桐乡分公司 314500
        摘要：作为建筑领域的一个重要分支，土木工程在促进我国建筑业可持续发展方面发挥了重要作用，但土木工程结构设计仍面临诸多问题。在此基础上，有必要对有关土木工程专业人员进行科学、合理的结构设计深入探讨，加强设计师的专业技能培训，减少建筑结构设计中的问题，稳步推进土木工程建筑业平稳、有序发展。
        关键词：土木工程；建筑结构；优化设计
        一引言
        近几年来，随着建设项目的增多，土木工程施工安全问题日益引起有关部门和公众的关注。工程的结构设计非常重要。在整个建筑设计和施工项目中，它是一个关键的项目，对施工效果有很大的影响，并间接影响到施工企业的施工效益和经济效益。为此，必须对土建结构进行优化设计，以保证建设项目的整体价值得到提高。
        二结构设计原则
        2.1结构设计完整性完整性
        完整性是结构设计的一项重要原则，它要求设计者在进行结构设计时，对设计方案有一个完整的认识，即在进行设计之前，必须对工程有一个详细的了解。设计将成为现实建筑的最终产物，与人类生活紧密相连。所以在设计方案中，要仔细分析建筑物的各个部分，结合不同的观点进行综合设计，考虑到任何可能出现的情况，制定出解决方案。为提高结构设计的可行性，在施工过程中，必须认真进行。
        2.2核算高效性
        土建工程预算应在施工前编制。该系统应基于预算表，并有精确的数据支持。并根据实际情况进行详细的勘察、测量与分析，最终精炼，绘制出精确优质的建筑结构图。它主要是要求设计者对实地考察和具体情况有一个全面的把握，这样才能知道关键点的设计是困难的。
        2.3设计合理性
        项目建设首先要进行结构设计。设计质量的高低直接影响到工程建设的进度，也影响到后期施工的质量。建筑物结构设计合理，可使施工人员在不进行后期修改的情况下更好地指导施工，从而提高了施工效率。而且优质的设计能节省施工费用，能相对减少施工项目预算，增加施工单位的利润。严格按照图纸进行施工后的合理设计，使建筑更人性化，使人们在室内生活、工作更舒适。设计不当也会带来安全隐患，应加以避免。必须根据自己的情况制定适当的计划，不要盲目追求高目标，必须了解自己的情况。此外，本人亲自到现场调研，在实施过程中加强监督，及时改进存在的问题。
        三当前土木工程结构设计中存在的问题
        3.1结构方案选择不当
        结构方案设计是建筑工程前期工作的一个重要环节。设计者应根据工程的实际情况，制定出合理的结构方案，以确保安全、实用、耐用、经济。但是，目前一些设计单位对结构方案的选择不够重视，缺乏有效的管理制度，设计人员的工作过于随意，对方案进行多方面的比较，往往导致方案选择不合理，后续工作的质量有待提高。比如在工业建筑中，当楼板活荷载较大时，一般的民用建筑考虑梁板布置，经济合理性较差。此时，选择结构方案时，最好考虑将较厚的楼板放在主梁上，而不要放在次梁上。但由于缺乏经验，部分设计人员，常规试验后计算出的结构布局，以及因疏忽大调整行动，使配筋率高的结构组成调整方案不合理，从而增加了施工难度，造成钢筋松散，施工质量差，经济损失大。
        3.2 结构设计整体性不强
        受上级领导的指示，一些设计者在土木工程建设中没有对基础体系和承重体系进行优化设计，而盲目追求建筑的施工效率，最终导致土木工程总体施工质量下降。与此同时，由于施工人员的素质等因素的影响，在土木工程混凝土施工设计中，也出现了整体施工设计理念的缺失。
        3.3 过于追求建筑成本最低化
        建筑业迅速发展，国内建筑企业数量不断增加，无疑增强了国内市场竞争力度，企业获得了市场竞争的优势，降低建筑成本是最有效的办法之一，但过度追求最低成本不仅影响整体建筑质量，而且还会造成严重安全隐患。因此施工企业不应盲目减低施工费用，要在确保施工质量的基础上，尽可能减少成本，避免浪费资源，以符合土木工程建设的基础原则。

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        3.4 对环境因素的忽略
        在土木工程结构设计过程中，必须对环境因素进行综合分析，同时也要考虑到工程的安全性和耐久性，同时还要考虑到温度、湿度、硬度及酸、碱等土壤因素，但在实际的设计过程中，往往容易忽视外部环境因素，从而导致工程事故的发生，造成安全事故。
        四土木工程建筑结构设计优化措施分析
        4.1优化结构方案的选择与设计
        结构设计是建设项目前期工作中很重要的一环。选择和设计合理的结构方案，不断提高自身的专业能力和综合素质，增强对结构方案识别的重要性，熟悉各种结构的特点，充分考虑实施困难和安全、适用和耐用的结构设计，有机地进行标准化设计和个性化设计，优化结构方案。强化土木工程结构设计安全性评估，全面把握结构方案的安全性。要从根本上提高建筑结构的稳定性，保证建筑的整体抗震性能，做好钢筋配置设计，调整结构的刚度构件，确保整个结构设计的合理性，从而保证建筑的抗震性能。对工期要求和整个项目的投资预算限制应根据不同项目的特点和要求充分考虑在结构方案中的选择，对需求较高的专业技术性能或建筑功能的实现，应结合科学合理地选择和制定结构方案。并根据初步的科学估算，调整结构方案，避免后期施工图设计带来不必要的麻烦。
        4.2 在工程施工中贯彻落实全局化施工设计理念
        在土建工程施工过程中，施工人员还需要着力解决施工整体质量不高的问题，即把整体设计理念融入到整个工程施工之中。在土建施工中，将建筑作为一个整体进行施工，根据整体结构制定施工方案。在土木工程施工全过程中，施工阶段应整合为整体施工的思想，从整个项目施工的角度，将相关结构作为一个整体，采用相应的设计方法，使支护结构与建筑结构和建筑风格相协调，从而实现整个土木工程施工的一体化设计。
        4.3强化相关设计人员之间的交流协作
        在进行建筑结构设计工作之前，有关设计人员应加强与各部门的联系，通过沟通和协作，把主要的设计方向和施工要求结合起来，使设计活动更加符合建筑的要求。工程变更后，设计人员应与投资方沟通，使结构设计更加合理。强化设计和施工人员之间的沟通与交流，掌握基坑的基本用法。在图案设计中，整体难度较大，各设计单位应积极组建专业设计研究队伍，对施工现场地质条件进行全面调查，并根据具体勘探成果，制定出施工方案。
        4.4 优化工程建筑结构设计工作
        在设计过程中，应明确设计原则，对工程进行全面的分析，综合考虑建筑工程中存在的许多安全问题及设计缺陷，制定出明确的控理对策。设计师在设计图片时，应分析施工方案的适用性，以提高设计价值。保证整体结构协调，可有效地改善设计，整合了可利用的设计资源，提高了施工效率。优化图纸，控制图纸的设计细节，提高了图纸的实际设计价值。
        4.5 积极探索前沿计算机信息技术在结构设计中的应用
        在现代信息技术飞速发展的今天，应探索利用建筑信息模型技术对各种工程信息数据进行处理，建立一个相对完整的工程信息数据库，方便设计者和管理者实时查询工程信息，提高结构设计的效果。现代建筑结构设计领域的技术产物——建筑信息模型技术，有效地实现了各种信息的集成和处理。该方法可减少土木工程结构设计中工程信息资料的偏误和人为误差概率，使设计内容更加合理，提高工程信息资料的准确性。与此同时，建筑信息建模技术的应用，可以将各专业的信息整合到一个模型中，使工程更直观、更清晰，提高了信息社团与专业的整合，有效地避免了因设计不当而产生的矛盾，协调专业对接。认为电脑资讯科技亦可为未来建筑设计师提供一些设计理念。举例来说，在人工智能加速进入结构设计之后，结构方案的模拟将会更方便、更智能，从而大大减少了设计者的工作量，提高了结构设计的效率和可靠性。
        五结束语
        总而言之，随着现代建筑的发展，土木工程结构设计变得越来越复杂，对建筑结构设计提出了更高的要求，需要设计者选择先进的施工工艺、施工过程和设计方法，不断改进，提高其施工管理经验，最终才能为我国土木工程的健康发展打下基础。
        六参考文献：
        [1]冯梓洋,杜学博,顾大帅.土木工程建筑结构设计中的问题与措施[J].居舍,2019(01):85.
        [2]刘鑫,谢垚.土木工程建筑结构设计中的问题及策略探讨[J].居舍,2019(02):12.
        [3]李运超.基于土木工程建筑结构设计的优化分析[J].建材与装饰,2018(40):61-62.
        [4]李运超.浅析土木工程建筑结构设计[J].建材与装饰,2018(39):103-104.