黑龙江省铭建工程设计有限公司 黑龙江省哈尔滨市 150001
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；优化设计
1 引言
随着城市化进程的加快，城市规模逐渐扩大，使各类城市建筑得以快速发展。伴随着人们需求的多样化发展，城市建筑结构形式也越发丰富，结构设计的重要性逐渐凸显。而在实践中，因为各种因素的影响，建筑结构设计中存在不少问题，影响了结构设计方案的合理性，需要建筑设计人员对存在的问题进行解决，保障建筑工程项目建设的顺利进行。
2 建筑结构设计原则分析
对于高层建筑而言，其是由多种构造相互协同而组成，不同的构造有着不同的作用效果，在具体的结构设计中要能够遵循以下原则：第一，多道防线原则。高层建筑结构设计所关注的重点之一则是安全性，因此，在具体的结构设计中要能够遵循多道防线的原则，即高层建筑因外部作用力而出现损伤，在建筑的某一构件出现损毁或故障时，其它构件仍然能够发挥支撑作用，进而有效缓解高层建筑损毁对内部人员造成的伤害。第二，刚柔并济原则。在高层建筑的结构设计中，刚性原则则要求结构设计中要能够确保整体建筑结构的刚度，刚度越大，建筑的稳定性则越强；柔性原则则要求建筑结构设计能够满足现代社会居民的审美需求。
3 建筑结构设计中存在的问题
3.1 参数设计不准确
现代建筑结构复杂，类型众多，要保证结构性能良好，在设计过程中，必须做好各种参数的计算工作。而部分结构设计人员在进行建筑结构设计时，存在参数设计不准确的情况，影响了后续施工的质量和安全。例如，在针对高层建筑中的楼板进行设计时，存在设计高度值偏大的问题，因没有将荷载弯矩考虑在内，也没有结合建筑整体情况对楼板结构性能参数进行测算分析，导致结构设计不合理。
3.2 地基与基础设计问题
在地基基础设计不合理时，当地基斜面坡坡度较大的时候，就会对地基混凝土施工时振捣质量造成一定程度的影响，难以保障地基基础施工质量，从而对整个建筑结构的稳定性造成消极影响。在设计工作中，如若地下室底板配筋的设计不合理，就会导致高层建筑结构的稳定性受到影响，导致高层建筑出现不均匀沉降等问题。另外，在实际的设计工作中，设计人员往往会忽略掉地下水对地基基础造成的影响，从而严重影响了高层建筑工程后续施工的施工质量以及地基基础的稳定性与耐久性。
3.3 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。
4 土木工程建筑结构设计的优化措施探析
4.1 做好参数计算
准确的结构设计参数能够保证结构设计的规范性和建筑结构的稳定性，同样以楼板为例，需要计算好结构形变范围，明确最大变形量，依照设计规范计算变形数据，不能仅凭主观意识判断。在对楼板荷载进行计算时，需要将其转化为实际承重力，以保证计算结果准确可靠。
4.2 制定合理科学抗风结构方案
首先，在展开建筑结构设计工作时，需要先保障建筑结构整体的稳固性，以此为前提，考虑后续的设计内容。一般来说，在建筑结构基础设计时，需要使用高级砂石，并且在基础持力层使用抗拔锚杆提高建筑基础的稳固性。其次，需要加强对高层建筑内部能耗机构的设计，该设计工作主要针对剪力墙、楼板等非承重结构以及建构进行耗能设计。通过对地方风压的情况，选择相应的设计方案，减少风能对建筑物造成的消极影响。接着，设计人员需要考虑到控制水平对建筑的影响程度，选择高强度混凝土，减少建筑内力的出现可能。该种设计方法主要考虑到在大风天气中，风力可能会对建筑产生作用，导致建筑内部产生结构内力，并且与风力叠加，对建筑造成更大的影响。最后，根据地方的气候情况，测算建筑结构所在地区的风荷载以及需要的承载力以及抗风性能，设定专门的标准，并在该基础上制定一个放大系数，尽可能的保障该建筑不会在未来的使用中受到强风天气的影响。
4.3 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。
4.4 综合性能的满足
第一，确保建筑结构的延性设计的合理性，这一方面考虑主要是针对高层建筑长期使用中的变形问题，尤其是在地震、大风等巨大外力作用下的变形，确保延性设计的合理性，则能够使高层建筑有效应对巨大外力作用下说发生的变形问题。第二，确保高层建筑的水平荷载力。由于高层建筑的特殊性，其受到水平方向荷载力的影响较为明显，如大风，为此，设计人员在设计工作中必须确保高层建筑具有良好的水平荷载力。第三，确保高层建筑安全性，在高层建筑结构设计中，要能够坚持以人为本的理念，比如，逃生通道的合理设计，确保建筑在出现火灾、地震等情况时，建筑内人员能够尽快逃离，将此类灾害的负面影响降到最低。
5 结束语
总而言之，在建筑行业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，对建筑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，保证建筑工程的施工效果，继而实现建筑行业的可持续发展。
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