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土木工程建筑结构设计优化探析钱溢川

发表时间：2021/6/22 来源：《基层建设》2021年第6期作者：钱溢川

[导读] 摘要：随着当前人们生活质量，包括生活水平的不断提升，人们对于当前的土木工程质量的要求也在不断的变化。

        湖北省建筑设计院有限公司湖北武汉 430071
        摘要：随着当前人们生活质量，包括生活水平的不断提升，人们对于当前的土木工程质量的要求也在不断的变化。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。本文主要阐述建筑结构设计优化方法应该坚持的原则，研究土木工程建筑结构设计的优化措施。
        关键词：土木工程；建筑结构；设计优化
        引言
        在目前的土木工程建筑中，对建筑结构的设计应该具有一定的可行性，应该符合现实实际情况的相关规律。另一方面，在对土木工程建筑进行设计的过程中，还需要很多方面的理论知识，设计的过程中还有着较多的相关环节与内容，有着一定程度上的复杂性。在这样的情况下，对土木工程建筑结构设计的优化分析已经变得非常重要，可以对我国的建筑结构设计产生一定的帮助。
        1建筑结构设计优化方法应该坚持的原则
        ①功能性。土木工程建筑不仅要满足人类的居住需求，还需要具备其他的功能。现代社会人们的物质文化水平不断地提升，对于住宅的居住要求也在不断地提升，所以在建筑结构设计当中满足功能性要求也是基本原则之一，这样才能够为用户提供更加良好的居住体验。2②经济性。建筑结构设计涉及的内容是非常多的，设计活动、施工活动都需要相应地原料以及技术组成，所以对建筑结构设计方法进行优化，可以在很大程度上减少浪费，节约成本。在物质生活水平提升的同时，建筑施工的成本也在提高，在设计施工中很容易因为成本问题产生矛盾，无法很好地满足项目所需的各种条件，所以工程项目的设计人员必须对经济问题多加考虑，在保证安全的基础上管控成本，对资金支出问题进行严格地控制，做好预算规划等，这样才能够保证整个工程项目的如期进行。③安全性。在土木工程结构设计当中安全是最基本的，土木工程施工质量和安全问题直接关系着人们的居住的舒适性，关系着人们的人身财产安全等，所以在建筑结构设计方法的优化过程中坚持安全性是基础。在土木工程建筑设计当中影响因素是很多的，部分不当因素的出现必然会给土木工程施工埋下安全隐患，发生安全性的问题。所以，为了避免此类事故的发生，加强安全管理，重视安全教育，多考虑安全性的因素。同时，还需要考虑建材的节约性、环保性等问题，严格避免资源浪费，提升资源的利用效率。
        2土木工程建筑结构设计的优化措施
        2.1整体设计方案的优化
        在建筑结构设计优化方法的实施过程中，对方案进行科学地设计是前提，重点可以从以下几个方面入手。首先，对于具体方法的设计需要对各项因素进行统筹分析，之后做好全方面地定位，从土木工程建筑整体的角度出发，对各项资源，各项技术进行统筹规划，以此来保证建筑结构设计优化方法符合相关要求。其次，在原材料质量的控制上要严抓严打。在这个过程中要保证所有部件的质量，并保证所有零部件功能的充分发挥，促进零部件在不同的结构中发挥不同的作用，促进建筑材料功能的高效发挥。再次，对于建筑结构设计的外部影响因素进行充分地考虑，尽可能地控制人力物力等方面的不良影响，控制建筑结构设计优化中可能存在的风险隐患。最后，对内部结构进行简化。土木工程建筑内部结构是非常繁琐的，而承载能力的不断提升，很容易导致计算误差的出现，造成工程成本的增加，加大工程项目的施工成本。所以对内部因素进行控制，对内部结构设计方案进行精简，是设计优化方法之一。
        2.2建材优选
        在设计规划土木工程建筑结构期间，应科学开展建材甄选工作，合理开展建材甄选，有助于提升设计优化效果。

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建材性能差异，将会直接危及厂房建筑结构设计效果，使其稳定性与安全性受到影响。为此，在建筑结构优化设计期间，应加强结构设计各项规范内容的遵守，结合各类设计需求完成建材选择，以此保障建材使用的适用性。土木工程在实际建设期间，其资金使用存在多重要求，应加强建材品质规范性使用，提升建材使用的成本规划效果，减少建材使用产生的资金浪费问题。以案例工程为例，在建材选择期间，应综合考量钢材自身性能，比如防火性能较差，应选择防火性能优异的建材，以此规避防火性能欠佳问题，达成设计优化目标。
        2.3电气系统的优化设计
        电气系统在建筑结构设计中具有非常重要的地位，所以在电气安装方面要高度地重视。在具体的应用中，主要以导向的方式在墙体内以及楼板内进行安装，保证安装方式的科学性，促进预制施工工作可以顺利地进行下去。在施工中，电气安装还有可能需要从梁体内穿过，所以要做好孔洞预留工作，墙体与梁体的宽度要相同，如有不同也需要一面梁与外一面墙体对齐，不要让管线暴露在墙体之外。此外，土木工程建筑结构设计中，电梯位置处有很多孔洞和建筑构件，所以根据实际情况对电梯部分进行计算也是非常必要的，这样才能够保证电气系统设计满足实际的施工需求。
        2.4节能环保技术的优化
        可再生能源的设计是环保理念的重要体现，在土木工程设计时，首先要将这种理念贯穿到设计的过程中。可以根据我国不同地域城市的特点和当地气候特点，设计风力发电或者太阳能发电设备。利用自然的风力或者太阳能进行发电，既能够满足土木工程的用电需求，又贯彻了环保的理念。譬如在北方的冬季，从内蒙古吹来大量的西伯利亚冷空气会经过东北地区，这种强劲的风力能够转化为电力，降低发电用煤炭消耗量。在太阳照射条件良好的区域，采用光电转换或光热转换方式充分利用太阳能，在每栋楼顶及阳台外墙安装太阳能电池板，利用太阳能进行发电或供热水，这种发电主要应用于电梯楼道的照明等一些公共区域的用电需求，单户有效日照面积较大的土木工程，发电量较大时，可以通过双向电能计量表与电力系统并网，采用光电转换发电富裕的电能逆向并入电力系统，等于按同等用电价格获益。风能和太阳能的利用一方面进行了合理的能源开发，另一方面，又贯彻了国家的发展战略，减轻了社会的物业负担。
        2.5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。
        结语
        综上所述，在土木工程建筑结构设计工作中，合理应用信息建筑模型技术的发展可以显著提高建筑结构设计的有效性，并提高质量、效率和完整性。对建筑结构设计工作的显著改进，同时还能够最大程度地减少和控制结构设计错误的可能性，从而减轻了设计师的设计工作量。此外，信息模型技术开发的合理应用可以更好地满足建筑结构及时设计的实际要求，这需设计师具有扎实的技术应用能力和设计素质。未来，我们需要高度重视人才的培养，以便最终实现业务的长期增长。
        参考文献：
        [1]闫炜龙.基于土木工程建筑结构设计的优化分析[J].建材与装饰，2020（21）：95+97.
        [2]林小杰.土木工程建筑结构设计优化探析[J].建材与装饰，2020（14）：75-76+78.