優(yōu)化技術(shù)在土建結(jié)構(gòu)工程設(shè)計中的應(yīng)用分析

宋春草 趙亞莉

（鄭州工商學(xué)院 河南省鄭州市 450000）

引言

在進行土建工程建設(shè)中，土建結(jié)構(gòu)的工程設(shè)計工作尤為重要，它影響著土建工程項目的質(zhì)量和水平。而利用優(yōu)化技術(shù)進行土建結(jié)構(gòu)工程設(shè)計可以使土建結(jié)構(gòu)內(nèi)部設(shè)計中各個部分、各個單元都能實現(xiàn)完美協(xié)調(diào)，在保障土建工程的高質(zhì)量的同時還能實現(xiàn)土建工程的美觀性和實用性。但在實際的土建結(jié)構(gòu)工程設(shè)計工作中，設(shè)計人員對于優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用技巧和方式掌握的還不夠熟練，所以必須對其應(yīng)用方式和技巧等各方面知識進行深入研究，以不斷提高土建結(jié)構(gòu)工程設(shè)計工作的質(zhì)量和水平。

1 優(yōu)化技術(shù)在土建結(jié)構(gòu)工程設(shè)計中的應(yīng)用現(xiàn)狀

當(dāng)今建筑行業(yè)中土建結(jié)構(gòu)的工程設(shè)計仍然存在一些問題需要多加注意。

1.1 設(shè)計人員的設(shè)計能力影響優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用效果

相比起傳統(tǒng)的設(shè)計技術(shù)，優(yōu)化技術(shù)在土建結(jié)構(gòu)工程設(shè)計中優(yōu)勢明顯，但相對應(yīng)的其設(shè)計難度也比較大，對設(shè)計人員的技術(shù)和能力都有著較高的要求。但在實際的設(shè)計過程中，由于一些設(shè)計人員設(shè)計水平有限、設(shè)計理念不科學(xué)、設(shè)計內(nèi)容考慮不周全等原因造成的土建結(jié)構(gòu)工程設(shè)計不合理，使優(yōu)化技術(shù)不能發(fā)揮出真正的價值[1]。

1.2 設(shè)計人員在土建結(jié)構(gòu)工程設(shè)計中忽視建筑的藝術(shù)性和美感

為追求工作效率或者只關(guān)注建筑實用性與安全性，從而忽視建筑設(shè)計的美感和藝術(shù)感的問題也是設(shè)計人員在設(shè)計過程中比較容易失誤的地方。現(xiàn)代社會中人們對于生活品質(zhì)的高追求體現(xiàn)在建筑物上就是對其藝術(shù)感和美感的追求，建筑物作為提供給人生活、辦公或者娛樂的場所，在保障安全性的基礎(chǔ)上也要考慮到使用者的感官體驗。

2 優(yōu)化技術(shù)在土建結(jié)構(gòu)工程設(shè)計中的具體應(yīng)用策略

2.1 優(yōu)化技術(shù)在土建結(jié)構(gòu)工程設(shè)計中的應(yīng)用原則

2.1.1 設(shè)計時要注意土建結(jié)構(gòu)的使用壽命

在土建結(jié)構(gòu)工程設(shè)計中要充分注意到建筑物的使用壽命問題，要符合國際上要求的土建結(jié)構(gòu)建設(shè)使用壽命標(biāo)準(zhǔn)。因此，設(shè)計人員要在理念上引起重視，要加深對土建結(jié)構(gòu)使用壽命問題的研究和理解，并經(jīng)過多次的模擬實驗對自己測出使用壽命結(jié)果加以驗證之后再進行正式的設(shè)計工作。在這一過程中要充分考慮到土建工作中的各個環(huán)節(jié)對土建結(jié)構(gòu)使用壽命的影響因素，比如施工、養(yǎng)護、管理等，這樣才能盡量使設(shè)計出的建筑結(jié)構(gòu)真正的使用壽命達到預(yù)期的效果[2]。

2.1.2 對土建結(jié)構(gòu)耐久性問題加強關(guān)注

土建工程在建造和使用的過程中其耐久性很容易受到建筑環(huán)境的影響，而且附近的各種有害化學(xué)物質(zhì)都會降低其耐久性。此外，交通、地震、風(fēng)力以及疲勞載荷的問題都對土建結(jié)構(gòu)的耐久性和安全性起著重要的影響。所以，在優(yōu)化土建結(jié)構(gòu)工程設(shè)計的過程中，以上的因素都要充分考慮到，以避免土建結(jié)構(gòu)耐久性不高，埋下安全隱患。

2.1.3 考慮疲勞荷載情況下土建結(jié)構(gòu)設(shè)計方案

土建結(jié)構(gòu)在使用過程中承擔(dān)著重要的荷載作用，而且這種荷載作用是動態(tài)的，對土建結(jié)構(gòu)不斷產(chǎn)生反應(yīng)和影響，會使土建結(jié)構(gòu)在這一過程中發(fā)生震動，甚至在長期的作用力影響下產(chǎn)生結(jié)構(gòu)疲勞損傷，日積月累，這種損傷會越來越大。而且在實際的土建結(jié)構(gòu)工程建筑過程中，采用的建筑材料并不能真正的達到均勻和連續(xù)的狀態(tài)，還會出現(xiàn)一些細(xì)小的瑕疵，雖然不明顯，但在使用過程中由于荷載作用的影響，這些小瑕疵會逐漸由一些小問題變成大問題，如果沒有在設(shè)計之前就考慮到這些問題，致使其后期漸漸惡化，從而影響整個土建結(jié)構(gòu)的安全性。所以在土建結(jié)構(gòu)工程設(shè)計過程中，不僅要考慮建筑結(jié)構(gòu)的整體性，更要注意到土建結(jié)構(gòu)的局部問題和細(xì)節(jié)問題，如果其結(jié)構(gòu)局部出現(xiàn)問題失去效果，最終“千里之堤，潰于蟻穴”，從而使整個土建結(jié)構(gòu)的設(shè)計和建筑都毫無意義。

2.2 優(yōu)化技術(shù)在土建結(jié)構(gòu)工程設(shè)計中的優(yōu)化方法

2.2.1 優(yōu)化準(zhǔn)則法

這種優(yōu)化方法要求設(shè)計人員在土建結(jié)構(gòu)工程設(shè)計中從土建工程自身的結(jié)構(gòu)入手，以此為中心。優(yōu)化準(zhǔn)則法使用在土建結(jié)構(gòu)工程設(shè)計中時，迭代法成為其最好的實現(xiàn)方式。所以，土建結(jié)構(gòu)工程設(shè)計人員在設(shè)計過程中運用優(yōu)化準(zhǔn)則法時必須要有豐富而充足的實踐經(jīng)驗和專業(yè)理論知識，然后進行仔細(xì)地分析和深入的研究，最終得出最科學(xué)合理的結(jié)論。

優(yōu)化準(zhǔn)則法由于其簡單易懂的優(yōu)化設(shè)計原理得到土建設(shè)計人員的廣泛青睞，但這也不能否定它自身存在的一些不足和缺陷，它的有效應(yīng)用必須是在土建結(jié)構(gòu)布局完全形成的情況下才能實現(xiàn)。這樣一來，它的使用能力和使用范圍就被局限起來，設(shè)計人員在運用時必須要注意到這一點。

2.2.2 數(shù)學(xué)規(guī)劃法

力學(xué)設(shè)計的水平影響著結(jié)構(gòu)物的效果和質(zhì)量，沒有合理而科學(xué)的結(jié)構(gòu)力學(xué)設(shè)計，是無法滿足建筑物在實際使用過程中對承重質(zhì)量和承重力量的要求的，而且這種力學(xué)設(shè)計上導(dǎo)致的建筑物質(zhì)量問題是非常不利而且很難做出有效評估的。在此基礎(chǔ)上，數(shù)學(xué)規(guī)劃法的優(yōu)勢就得到明顯的體現(xiàn)，它是以建筑物的結(jié)構(gòu)力學(xué)問題為設(shè)計切入點，從而能夠達到對土建結(jié)構(gòu)設(shè)計的有效規(guī)劃和優(yōu)化。如果能夠科學(xué)合理的將數(shù)學(xué)規(guī)劃法使用到土建結(jié)構(gòu)工程設(shè)計中，就能使設(shè)計過程中用到的設(shè)計工程變量數(shù)據(jù)實現(xiàn)最優(yōu)化，從而使整個工程設(shè)計實現(xiàn)合理化、科學(xué)化。

2.3 優(yōu)化技術(shù)在土建結(jié)構(gòu)工程設(shè)計中的具體應(yīng)用

2.3.1 常見的土建結(jié)構(gòu)工程設(shè)計問題及優(yōu)化措施

土建結(jié)構(gòu)工程設(shè)計中應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)重要目的是為保障建筑工程的安全性和穩(wěn)定性，而在實際設(shè)計過程中就必須要注意到各個環(huán)節(jié)的安全性以及其實用性。所以，在世界土建設(shè)計過程中要注意到其中容易出現(xiàn)的問題，并采用相應(yīng)的優(yōu)化措施，這里做幾個舉例。

（1）在設(shè)計過程中為了防止出現(xiàn)地震災(zāi)害時抗震縫之間發(fā)生碰撞，就要適當(dāng)加大抗震縫之間的寬度。

（2）懸挑梁的設(shè)計要注意合理性、保準(zhǔn)性，為有效降低其截面應(yīng)力作用可設(shè)置成截面，這樣一來就能有效防止梁體發(fā)生變形。

（3）為保證承重柱的截面高度足夠充足，在土建結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中就要注意控制好梁柱的線剛度比，這樣就能提高承重柱的抗震能力，從而保障建筑工程的安全性和穩(wěn)定性。

（4）在進行土建結(jié)構(gòu)工程設(shè)計時，對于構(gòu)造柱問題也要加以注意，最好要在設(shè)計時將其按照承重柱的標(biāo)準(zhǔn)進行，以實現(xiàn)更好的支撐作用。

2.3.2要將實用性與藝術(shù)性相結(jié)合

土建工程項目最終是為人們提供安全優(yōu)質(zhì)的生活和工作環(huán)境的，所以其實用性和安全性必須要高，同時還要注意融入一些藝術(shù)性元素。在實際的土建結(jié)構(gòu)工程設(shè)計工作中，設(shè)計人員要將建筑設(shè)計方案不斷進行優(yōu)化和改進，將建筑實用性和藝術(shù)性進行巧妙融合。例如：在設(shè)計中，可以根據(jù)對稱原理合理安排和布局，這樣不僅可以有效降低建筑物在過大的荷載作用中土建結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的損傷，還提升了建筑物的視覺美感。

3 小結(jié)

經(jīng)過上述討論，我們已經(jīng)對優(yōu)化設(shè)計在土建結(jié)構(gòu)工程設(shè)計中會發(fā)生的問題和解決方式都有一定的了解，也深刻體會到土建結(jié)構(gòu)工程設(shè)計的復(fù)雜性和專業(yè)性以及其對于建筑工程安全和質(zhì)量的重要影響。所以，在土建工程項目建設(shè)中，要加大對土建結(jié)構(gòu)工程設(shè)計的重視程度，深入研究優(yōu)化技術(shù)在土建結(jié)構(gòu)設(shè)計的應(yīng)用方式和技巧，嚴(yán)格按照科學(xué)合理的優(yōu)化原則進行設(shè)計優(yōu)化，以保障設(shè)計工作的質(zhì)量和水平，從而為人們提供更加優(yōu)質(zhì)安全的生活場所。