土木工程建筑結構設計優(yōu)化探析

李 青

廈門工學院

1 引言

作為國民經濟中占據(jù)中堅地位的建筑企業(yè)，在社會經濟發(fā)展愈加快速的前提下，獲得前所未有的快速發(fā)展。但是相對應的，新聞報道中多次出現(xiàn)某建筑因質量問題造成人員傷亡的事故問題，引起建筑行業(yè)領域的高度重視，相關企業(yè)針對易發(fā)生安全問題的建筑結構方面積極做出相應的改進和完善措施，制定相應預處理方案。但是調查研究顯示，很多企業(yè)仍然存在僥幸心理，認為自身所負責區(qū)域并不是自然災害高發(fā)區(qū)，便很大程度上忽視了對建筑結構的科學設計，而且也沒有投入相對應的人力財力物力資源，以至于潛藏著巨大的安全風險，不利于建筑工程的健康發(fā)展。而作為建筑工程中非常關鍵的組成部分土木工程，探討提升和優(yōu)化其建筑結構設計同樣具有非常重要的現(xiàn)實意義。

2 土木工程建筑結構設計存在的問題和不足

2.1 環(huán)境破壞和污染嚴重

近些年啦，各種環(huán)境問題的出現(xiàn)，促使國家和社會人們開始逐漸認識到保護環(huán)境的重要性。而作為能耗消耗非常多的建筑企業(yè)，其在施工建設過程中產生的各種建材廢料、廢水等問題，如果不得到及時有效的處理，將會對周邊環(huán)境造成不同程度的污染和破壞，進而影響企業(yè)形象和口碑，不利于在激烈的競爭中占據(jù)有利地位。而土木工程在結構建設和項目施工時，因其施工工藝復雜以及結構施工難度大的特性，在具體建設時往往需要使用并消耗大量的能源和資源，如果在此過程中忽視了對周邊環(huán)境的保護，將對環(huán)境造成非常嚴重的破壞。

2.2 結構設計安全問題

建筑結構方案的優(yōu)劣性問題將直接影響建筑工程的質量。當前很多企業(yè)在進行土木工程建筑結構方案設計時，仍然存在一部分企業(yè)為了最大限度地擴大經濟效益和加快施工期限，進而隨意更改結構設計方案，或者工作人員根據(jù)自身實踐經驗施工操作，不遵循方案的規(guī)定，隨意增添鋼量或者擴大截面等問題，導致建設成本增加的同時，也很大程度上影響力建筑結構的安全穩(wěn)固性。

2.3 結構穩(wěn)定性問題

目前，大多數(shù)土木工程建設時多為高層建筑，在具體建設過程中，受各種主客觀因素的影響，建筑工程的結構安全穩(wěn)固性將受到很大影響，針對這一問題，建筑設計人員應該重點考量各種影響因素，并針對性地提出相應的解決措施，并根據(jù)建筑工程實際情況，設計出最為科學合理的抗震結構，以進一步提升建筑結構的穩(wěn)定安全性[1]。

2.4 樓層平面剛度問題

在進行土木工程建筑結構的設計過程中，如果缺乏必要的結構概念或者存在布置不合理的情況，針對這些問題，可以采取樓板變形的方式來科學的計算樓層平面高度。這種方法是基于力學模型而研究出來的。但是在具體的計算過程中，往往會存在計算結果與標準值誤差較大和不準確的情況。而造成這種問題的原因在于樓板安裝位置的結構不合理或者受到較大影響出現(xiàn)變形等情況有關。而解決這一問題的方法在于借助樓層設計的剛性露面進行計算，可以有效地避免計算誤差。

3 土木工程建筑結構設計優(yōu)化原則

第一，高效性。在進行土木工程建筑結構設計時，必須在設計方案中全面標注相關設計圖表，并明確設計方案的所涉及的各種參考資料和數(shù)據(jù)信息，并對所考察和分析的各種影響因素制定合理完善的預防和解決措施，最大限度地規(guī)避安全風險。除此之外，必須重點設計工程重點結構基礎，尤其是承重結構和部分承重墻等，對該結構的施工重難點進行突破性優(yōu)化設計，并對可能發(fā)生的事故災害設置必要的預警和防治措施，從而設計出最全面具體、科學有效的方案。

第二，安全性。建筑工程最重要的功能特性在于為人們提供最為堅固、安全的生活、娛樂以及工作的空間。因此，土木建筑工程在實際應用時應該具備良好的應對極端惡劣天氣甚至自然災害的功能，而要實現(xiàn)這一目標，則需要設計人員在工程結構設計上給予重點研究和討論。而且在現(xiàn)代社會城市居住人口密度系數(shù)越來越大的形勢下，保證建筑工程的安全穩(wěn)固性具有非常重要的現(xiàn)實意義。

第三，合理性。在土建工程結構方案的設計過程中，還應該充分保證方案的科學合理性。這就需要相關工作人員實際設計之前，需要提前考察工程施工區(qū)域地理環(huán)境、施工條件、當?shù)貧夂蛩臈l件等各方面因素，并在此基礎上結合客戶以及企業(yè)的要求，設計出最科學合理的方案，以保證工程建設的高效高質。

第四，完整性。土木工程建筑結構的優(yōu)化設計方案應該確保所有施工環(huán)節(jié)和影響因素等全部顧慮到，這就要求相關設計人員在具體設計過程中，全面綜合分析土木工程的所有環(huán)節(jié)，充分查找設計方案的不足和遺漏之處，并積極與工程其他部門的人員加強溝通合作，集合多方面的意見和建議，實現(xiàn)針對性的方案優(yōu)化和補充。除此之外，方案的最終確認還應該符合國家相關標準，能夠充分滿足各方面的建設和使用需求[2]。

4 土木工程建筑結構設計優(yōu)化策略

4.1 優(yōu)化建筑圖紙設計

眾所周知，工程圖紙是確保建筑工程正確合理施工非常關鍵的基礎保障。但是一些建筑企業(yè)在具體施工過程中，往往忽視了工程設計圖紙的重要意義，在施工圖紙設計階段，存在懈怠心理，導致施工圖紙設計存在較多缺陷和漏洞，而且具體施工過程也不能完全按照圖紙要求進行，導致設計圖紙的應用價值得到很大的限制。針對這一情況，相關設計人員必須采取針對性的有效措施來完善和改進工程圖紙設計內容。在具體設計時，有必要定義相關施工參數(shù)和指標，并直觀地展現(xiàn)圖紙的內容。同時，也應該在附圖中應標出相關參數(shù)及其含義，并明確定義參數(shù)邊界，以確保施工人員對附圖不會產生歧義，以利于有效實施設計方案。建筑方案的設計完成后，需要專業(yè)人員在使用前檢查圖紙內容并確認正確性。建筑圖紙如有問題，應結合實際工程立即進行修改，直至圖紙內容被準確標注，以進一步體現(xiàn)圖紙設計的嚴謹性和合理性。

4.2 優(yōu)化安全設計，降低自然災害影響

在當前土木工程建筑施工過程中，建筑物主體與基礎結構之間大多設置隔離層，在頂部設置倒擺，通過這種方式來避免自然災害后建筑物碰撞，解決建筑物振動大的問題，確保建筑結構的穩(wěn)定性。這種建設設置在建筑行業(yè)領域已經得到大范圍的應用，而且這種方式的應用價值已經得到證實。除此之外，還需要做好建筑結構的抗震設計，如借助偏壓柱、綜合受彎梁等的承載能力來有效提高抗震性能的方法，并做好鋼筋和板的設計，確保板的長邊和短邊設計合理?；蛘?，沿墻高鋼筋建議小柱，按結構要求設置立柱等措施都能夠很好地提升建筑結構的抗震性能[3]。

4.3 優(yōu)化建筑結構設計

建筑結構設計是土木工程建筑設計中的重要環(huán)節(jié)。因此，設計人員不僅應確保圖紙的準確性，還應優(yōu)化結構設計。在具體設計中，設計人員需要闡明以下幾點：首先，結構設計優(yōu)化的目的是提高建設項目的施工質量；其次，結構設計的優(yōu)化應盡可能降低工程成本。在這種情況下，設計人員不僅要考慮項目的實際需求，還要考慮投資者的投資成本、經濟實力，不斷優(yōu)化項目結構，直到滿足投資者、建設單位的需求。在具體設計階段，設計人員應該提前對施工現(xiàn)場進行調查，使用相關材料作為參考，并根據(jù)自己的專業(yè)能力和實踐經驗計算相關構建的承載力，最終設計出優(yōu)化后最合適的組件構造。

4.4 優(yōu)化建筑剛度設計

當建筑結構內外部防護作業(yè)完成后，還應該采取有效的措施來進一步提升建筑結構的剛度。這就需要工作人員在進行建材的選擇時，應該充分考量工程建設的實際需求和應用功能，并在滿足國家材質標準的基礎上，選擇質量和性價最優(yōu)的建材，充分保證建材的剛度和安全需求能夠最大限度地滿足工程需求。與此同時，還需要確保設計人員以及施工人員具備完備充分的專業(yè)技能和綜合實力，這就要求施工企業(yè)加強對內部人員的教育培訓，并設置相應的獎懲制度，以此來提升工作人員的工作熱情和凝聚力。除此之外，還應該加大設計過程的監(jiān)管力度，以便能夠在出現(xiàn)突發(fā)狀況時，能夠及時進行必要的修改和完善，進而提升結構設計方案的可行性。

5 結語

綜上所述，為了實現(xiàn)土木工程建筑結構方案的優(yōu)化，進一步提升建筑工程結構的安全穩(wěn)固性，在具體設計過程中，在充分遵循土木工程建筑結構設計優(yōu)化原則的基礎上，充分認識到現(xiàn)階段土木工程施工過程中存在的問題，并進行深入分析和研究，針對這些問題采取針對性的科學有效的解決措施，以最大限度的滿足建筑結構的設計要求和優(yōu)化要求，減少企業(yè)投資建設成本，有利于推動企業(yè)的進一步發(fā)展。