李庆玲
山东英才学院 山东省济南市 250000
摘要：在此阶段，人们对建筑物有更高的要求，包括建筑物的大小、功能、内部设备和外观。在要求质量的同时，还应确保经济利益的稳定性。随着科学技术和全球一体化的发展，新型的建筑技术和材料已被应用到建筑项目中，并且已经发挥了一定的作用。与传统的土木建筑相比，现阶段的建筑项目逐渐变得智能化。技术和自动化的发展大大提高了建筑工作的效率，降低了投资成本，解决了施工过程中的问题。但是，与此同时，建筑市场的竞争也在逐步加剧。在这种环境下，人们对建筑物有新的要求，包括质量，功能和外观等，要求相关人员在施工前进行勘测和设计，即对于结构设计而言，如何满足消费者的需求，进行最佳设计是现阶段研究的主要方向。
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。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。也是提高了施工企业的利润，也为建筑行业的可持续发展做出了有效的措施。在建筑结构设计中，只有全面考虑各方面影响因素，才能保障建筑的可靠性。然而，随着建筑结构设计水平的提高，设计人员所要面临的问题也不断增多。为此，设计人员应不断完善结构设计方案，有效弥补设计工作中存在的不足。
2土木工程结构设计的特征
较比其他工程而言，土木工程项目通常为较为庞大的项目工程，与其他建筑类型项目存在了一定的差异化，在安全性方面所表现也不相同，不仅需要高质量的材料，同时还要牢固的建筑物维持，且在结构设计的过程中，要充分做好预防灾害的基础，其中，不仅针对了自然性灾害，同时还报告了人为灾害。此外，土木工程建设运用的材料较为普通，在资金充足的条件下，可选用较为新颖的材料。土木工程涉及到的钢筋、砂石等材料很容易获得，且材料的市场较大，因此价格较为可观。
3关于建筑结构的设计原则
3.1结构手段要完备
整个建筑结构设计全过程里，一定要注重的原则就是保证完备的结构手段。对于建筑工程施工的时候，一般需要应用到许多的建筑材料和设备，所有材料和设备等结构、性质等会对建筑物之后的运用影响较大。因此，想要让建筑更为完备，合乎居民要求，进而在设计建筑基础性结构时，一定要运用有关适配手段，将建筑结构的设计合理完善。例如，建筑结构设计的全过程里，一定要将温度的影响和建筑结构组建的延展性等充分考虑到，从而将建筑结构设计合理完善。此外，建筑结构设计相关的技术人员需要在建筑结构设计的时候，看重建筑工程的薄弱项，遵照施工具体实况，运用对应的合理手段，将建筑结构的设计逐步完善。理所当然，整个过程运用的手段一定要合乎有关规定，按照强柱弱梁和强剪弱弯等原则，深入完善建筑结构，确保建筑结构的职能能够常规化发挥，确保整个建筑工程的安全。只有建筑结构设计科学合理，才能确保人们居住的舒适性和安全性。
3.2基础方案要合理
设计建筑结构的时候，需要拟定好建筑方案，对于建筑方案的科学性和建筑结构的质量紧密联系。整个建筑方案拟定的具体过程中，一定要整体思考多类别制约因素，例如气候条件和建筑周遭的环境、地质条件等等，遵照具体的需求拟定基础性方案。拟定建筑结构的基础性方案之前，一定要将建筑施工地的调查报告完备，利用给出的结果作为依据。建筑物的运用全过程里，地基作用显著，地基也会随着建筑物的运用形成一定的变形，因此拟定基础性方案的时候，需要充分思考到上述诸多因素。此外，设计方需要对整个建筑实施整体性分析，特别是建筑物上部结构和负荷，遵照分析出的结果改进基础性方案，从而提升基础性方案的科学性，确保整个建筑物设计的质量和整体效益。
4当前土木工程建筑结构设计中存在的问题分析
4.1未能全面认识到图纸
在整个建筑施工环节中，图纸起到了非常关键的作用。它是对现场施工起着重要的指导性作用。如果没有在前期正确合理的设计好图纸，在现场施工过程中会导致一系列环节根本无法进行，并且施工质量也有可能会存在隐患。从一些项目来看，有的建设单位并没有真正的认识到这一环节的重要性，没有正确的理解图纸在整个项目过程中的重要性和严谨性。所以，在工程进入施工阶段的时候，无法根据项目的实际施工条件评估图纸，因此很难以适当的方式进行施工活动。在设计过程中，有很多设计师的综合素质有待提高，而缺乏工作经验也造成了很多设计问题。如果不能及时发现问题，将影响项目建设的发展，也将失去图纸设计指导的意义。
4.2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。具体体现在土木建筑结构设计过程中，没有注意构造柱以及承重柱的设计，导致在遇到地震的自然灾害情况下，由于构造柱做了承重墙进行使用，基础不牢固，进而对建筑造成了严重的损害。
4.3施工管理制度不健全
当前，我国相关的法律法规正在不断完善，针对建筑工程的相关法律法规也在不断增加，但从总体上看，我国建筑工程施工管理的相关法律法规还不够完善，建筑工程质量管理体系有待进一步完善。受到经济不断发展的影响，使建筑业拥有了更多的机遇，那么就需要有相应的施工管理来配合，更好地满足建筑业相应的需求。我国建筑业的相关法规在施工管理方面存在着一定的不足，施工管理制度不够完善，施工企业在施工过程中没有根据其施工项目的具体内容及时采取相应的措施，使施工管理制度无法有效地发挥作用，不能为施工管理工作提供相应的帮助。
4.4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。
5土木工程建筑结构设计的优化措施探析
5.1建立健全的施工流程
为确保建筑工程施工图纸设计的合理性，做好设计图纸的交接工作，确保建筑工程结构设计内容符合建筑工程施工的实际需要，应尽量避免修改图纸内容。实际上，如果设计内容不断变化，它不仅会延长建造时间，还会增加建造成本。因此，必须予以重视，积极采取措施，确保设计内容的合理性。其中也必须按照相应的规定、流程来处理，只有这样才能更好地提高建筑施工管理水平，加强对建筑施工管理的控制。
5.2强化信息化技术应用
信息化技术与我国建筑事业结合日臻完善的背景下，土木工程结构设计中利用理论知识以及信息技术结合对工程进行设计，全面提高了其安全性。例如：土木工程设计人员依托统计学以及设计原理，对土木工程受损因素以及缝隙产生的因素进行探析的情况下，利用信息化技术，将各种原因进行分类以及识别，将受损因素的发生概率以及发生规律进行统计分析，并将分析结果通过信息技术直观化呈现，为我国工程设计提供有力的数据参考。此外，土木工程逐渐与全新元素相结合，并在应用的过程中，可以创造出更好且满足多元化需求的设计。例如：施工人员可利用现代化信息及时，对需要建设的建筑物结构进行分析，在通过综合分析后，依托信息化技术建模系统，制作模型，并进一步对模型进行实验，深度探析设计建筑物对自然环境因素的破坏的抵抗能力，因此我们可以看出，土木工程结构设计与信息化技术的应用逐渐广泛，在提高了土木工程结构设计效率的同时，全面提高了土木工程结构的设计质量。
5.3优化建筑主体上部结构
为了优化建筑物的上层建筑设计，必须进行建模。首先，抗震墙设计要科学，使建筑物的重心与各平面刚体中心一致，可有效提高建筑物的刚度，使墙体质量均匀分布；降低地震和风对建筑物结构的负荷。其次，抗震墙的暗柱一般是由普通的柱状钢材构成。采用大型耐震墙可节约柱钢，降低工程造价。对于建筑耐震性有特殊要求的超大耐震墙，不能随意使用。
5.4科学设计承重柱截面
建筑物的整体承重力最重要的就是承重柱，所以在建设单位设计的过程中，必须合理的设计截面。根据实验数据，正确计算承重柱的受力情况，并要按规定减少承重。最后确定承重柱的受重力。对于承重柱，随着横截面积的增加，它将增加承载能力，但也会增加整体结构重量，这不仅增加了建造成本，而且还对设计师的综合素质水平要求达标。因此，在设计承重柱截面时，要在保证项目整体结构安全性能的基础上考虑因此而发生的相关成本。
5.5对地下室外墙合理设计、提升浇混凝土楼板的质量
对地下室外墙设计的时候，建筑设计方一定要整体思考建筑物的综合质量，比如建筑地的水位实况、地上负载等实况，根据具体的运用职能，设计出规范的混凝土强度、墙体厚度等，保障地下室的外墙尺寸科学性。同时，也能够避免由于混凝土的强度不合乎有关规定而存在开裂的问题，造成建筑物的质量受到影响。此外，对于浇混凝土楼板的整体质量，一定要适当地将水灰比提升，或是和供应商将要用的水灰比协调好，同时侧重于温度差异影响到的楼板质量有所关注，一旦温度变动比较大的时候，需要做好对应的保温手段。而针对部分早就出现裂缝的墙体，能够利用表层封闭法、树脂灌注法等模式做好抢救，从而提升楼板质量。
5.6优化基础地基设计
地基是建筑结构设计的核心。为了优化建筑结构设计，有必要对建筑基础结构进行优化设计。近年来，随着建筑业的快速发展，地基的设计根据所建建筑物的性能和具体形状的不同，对地基的具体要求也有所不同。在基础工程设计中，应根据建筑物的具体情况，制定合理的基础勘察方案。对建筑结构进行优化设计时，应严格遵循节约工程造价的原则。若基础设计以桩基为主，则应根据建筑物的实际承载能力，充分细致地勘察、比较各种材料的桩基，选择最佳的设计方案。
5.7适当选材，增强刚度设计
建筑的质量和选材联系紧密，因此，一定要对建筑环境对材料生成的影响、建筑材料本身的受力特性等充分考虑到。同时，也需要思考材料自身的性能。建筑设计方需要在建筑材料选择的时候，一定要整体思考建筑项目的具体实况，尽可能多设计一些备选方案，同时进一步进行市场调查，也对各个材料综合比对，选定性价比高的材料，从而确保建筑项目具备安全性、综合经济效益。此外，对建筑结构设计的时候，刚度设计是相当关键的一环，由于建筑结构的抗震性备受抗侧移刚度所影响，所以，地基保持较好稳定性的地带，刚度设计的指标也能够适当降低一些，整体提升抗震性和降低共振，确保整个建筑质量。
5.8合理设置嵌固端
对于没有地下室的普通建筑结构，其结构的嵌固端位置比较明确；对于带有地下室建筑结构，且地下室的结构刚度和受剪承载力相比上部楼层较大时，地下室顶板可作为嵌固端；对于带有地下室建筑结构，但地下室顶板由于开设地下中庭、开大洞、半地下等原因，不能满足嵌固要求时，此时的地下室顶板是不能作为嵌固端的，嵌固端位置可能下移；对于带底盘的地下室，上部结构地下室顶板与周边地下室顶板存在高差时，若该高差小于首层层高的1/3，且嵌固端满足刚度和承载力的要求时，嵌固端可取在地下室顶板处，但需采取加强措施；若该高差不小于首层层高的1/3时，地下室顶板不能作为嵌固端，还需对高差位置处的梁或墙采取竖向加腋或斜撑等的处理措施。
5.9合理统筹安排和运用建筑材料
工作人员进行建筑结构设计的时候，要求将诸多建筑材料选择工作做好。针对建筑材料的选定要求思考到的标准涵盖建筑材料的受力特点、建筑材料应用的工作环境。与此同时，选定的建筑材料需要确保材料运用职能，尽可能地将建筑材料的损失、浪费等降低。整个过程中需要思考的一点就是建筑结构设计人员要求根据项目设计的具体实况，设计好许多建筑材料的选定策略，利用综合对比模式，选定经济优势、性能优势较为显著的建筑材料设计方案。
5.10优化房屋建筑整体与局部
在建筑设计中，应具有层次感和复杂感。每个子系统包含多个从属系统，包括多角度设计、安装等。建筑结构优化应全面研究和优化各个从属系统，把握层次相关性，建立重叠系统。就复杂度而言，由于以建材、零件、附属品等为中心，因此，需要从整体上进行结构优化。
结束语
综上所述，土木建筑结构设计是建筑工程的基础，良好的稳定性、安全性为后续施工奠定基础，同时建筑结构设计人员较高的职业技能和安全意识是提高建筑物结构安全性的根本保障。
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