結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)在土建工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究

何靖宇 程志強(qiáng)

摘要：從以前的土房石屋到現(xiàn)在的高樓大廈，土建工程一直在迅速發(fā)展，土建技術(shù)也隨之發(fā)展。隨著人們?nèi)找嬖鲩L的生活需求和開發(fā)商追求最大利益化，過去的一些舊土建方法和土建技術(shù)已經(jīng)不適用，對土建工程提出了更高的要求，土建工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)就變得尤為重要。筆者將結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法合理應(yīng)用到土木工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化中，可以確保整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)更加科學(xué)合理，同時(shí)更好保障建筑功能完整性和有效性，進(jìn)而提高整體建筑質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：優(yōu)化技術(shù);結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì);應(yīng)用

1優(yōu)化技術(shù)在土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用價(jià)值及意義

在任何一個(gè)國家，任何一個(gè)土木工程企業(yè)都希望利用有效的支付方式來換取更大的利益，并將土木工程的建設(shè)成本降到最低。優(yōu)化技術(shù)在土木工程設(shè)計(jì)中的有效應(yīng)用，不僅可以保證建筑的整體質(zhì)量，而且可以減少企業(yè)的資金投入，從而實(shí)現(xiàn)自身經(jīng)濟(jì)效益的最大化。經(jīng)過多年的發(fā)展，優(yōu)化技術(shù)與以往的技術(shù)理念相比有了很大的提高，對降低工程造價(jià)有較好的效果。優(yōu)化技術(shù)的合理應(yīng)用，可以更好地選擇建筑材料，協(xié)調(diào)各施工環(huán)節(jié)的內(nèi)在關(guān)系，確保建筑具有更高的質(zhì)量和安全性，保障人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。另外，優(yōu)化技術(shù)在工程設(shè)計(jì)中的有效應(yīng)用可以使設(shè)計(jì)方案的選擇更加科學(xué)，因此優(yōu)化技術(shù)的有效應(yīng)用是一項(xiàng)非常重要的工作，對土木結(jié)構(gòu)工程的設(shè)計(jì)有著重要的幫助。隨著我國土木工程的發(fā)展，建筑的高度和層數(shù)也在逐步增加，這對建筑的各項(xiàng)指標(biāo)有著嚴(yán)格的要求。在固定建筑面積內(nèi)，合理應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)進(jìn)行土木工程設(shè)計(jì)，可以為民用建筑提供更科學(xué)的方案，保證建筑各方面的性能，滿足人們生活的需要，提高建筑的有效價(jià)值。

2土木工程設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問題

2.1? 土建工程設(shè)計(jì)與實(shí)施

在土木工程的設(shè)計(jì)和實(shí)施中，存在著基礎(chǔ)工作不合格、樓層設(shè)計(jì)不規(guī)范、梁跨計(jì)算不正確等問題。特別是在土建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之前，必須對施工區(qū)域的地質(zhì)情況進(jìn)行勘察，并形成完整的報(bào)告。但在實(shí)際操作過程中，由于技術(shù)原因和員工質(zhì)量問題，報(bào)告內(nèi)容和數(shù)據(jù)往往不準(zhǔn)確，導(dǎo)致設(shè)計(jì)方案失真。地板在土建工程中起著承重作用。樓層的合理設(shè)計(jì)對緩解高層建筑的壓力具有重要意義。而且，由于土建施工樓板生產(chǎn)工藝復(fù)雜、成本高，企業(yè)為了節(jié)約成本，往往忽視對樓板質(zhì)量的監(jiān)測，或因量具缺陷和施工人員專業(yè)素質(zhì)低，檢測數(shù)據(jù)不夠準(zhǔn)確，最終導(dǎo)致地板裂縫等問題的丟失。

2.2? 土建建筑工程設(shè)計(jì)方案問題

土建建筑工程設(shè)計(jì)方案中主要存在的問題是單元結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)不夠合理。作為整個(gè)設(shè)計(jì)方案中最重要的部分，單元結(jié)構(gòu)與整體建筑的設(shè)計(jì)無法相互匹配，導(dǎo)致了整個(gè)土建工程設(shè)計(jì)方案可行性低的問題。另外，部分設(shè)計(jì)方案沒有充分考慮到環(huán)境對建筑的影響，一方面對于建筑結(jié)構(gòu)能否適應(yīng)當(dāng)?shù)氐牡卣鸬鹊刭|(zhì)狀況沒有做到仔細(xì)求證，建筑樹林面的承受力無法支撐平面的重量，也難以抗衡來自地殼運(yùn)動(dòng)的力量，這樣的設(shè)計(jì)方案對用戶的人身安全造成了極大的威脅;另一方面，部分設(shè)計(jì)方案也沒有考慮到建筑所需要的特殊材料能否按時(shí)供應(yīng)，施工人員工期是否合理等交通運(yùn)輸、施工過程管理問題，一味追求設(shè)計(jì)者所追求的成果，最終造成設(shè)計(jì)方案無法付諸現(xiàn)實(shí)的后果。

3優(yōu)化技術(shù)在土建結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用措施

3.1? 聯(lián)系工程造價(jià)管理

在土建結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)中，造價(jià)管理是其中的重點(diǎn)工作內(nèi)容之一，在實(shí)際工作的開展中，需要相關(guān)工作人員能夠意識(shí)到工程造價(jià)管理的重要作用。發(fā)揮優(yōu)化技術(shù)作用，要與工程造價(jià)管理相結(jié)合。在進(jìn)行造價(jià)管理過程中，需要設(shè)置專門的造價(jià)管理部門，在該部門中需要每一位工作人員都能夠具備較強(qiáng)的責(zé)任心與工作能力，對造價(jià)管理工作能夠有正確的認(rèn)識(shí)。

在進(jìn)行造價(jià)管理工作前，做好各類數(shù)據(jù)信息的收集工作，同時(shí)對不同的信息內(nèi)容進(jìn)行有效對比。

3.2? 完善工程初步設(shè)計(jì)

1）從目前我國土木工程的發(fā)展不難看出，在初步設(shè)計(jì)工作的過程中，相關(guān)施工企業(yè)和人員無法更好地將優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用于其中。這種情況使得工作人員在實(shí)際設(shè)計(jì)中的合理性得不到保證，這不僅給設(shè)計(jì)工作帶來困難，而且增加了成本加成。這將限制施工作業(yè)，降低工作效率和質(zhì)量。為了防止這種情況的發(fā)生，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中需要更加重視前期設(shè)計(jì)工作，合理運(yùn)用優(yōu)化技術(shù)。2）在開展初步設(shè)計(jì)工作的過程中，要加強(qiáng)管理工作。通過管理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題和不足，從而給出有效的調(diào)整和改進(jìn)措施，從而提高施工質(zhì)量和施工效率，更好地實(shí)現(xiàn)土木工程的發(fā)展。

3.3? 加強(qiáng)建筑細(xì)部設(shè)計(jì)

1）在土木工程抗震性能設(shè)計(jì)中，可以采用加寬抗震縫的方法，在一定程度上可以防止控制陣風(fēng)在地震時(shí)對兩側(cè)的沖擊問題。2）對于連續(xù)梁和懸臂梁的設(shè)計(jì)，應(yīng)最大限度地保證其科學(xué)性。在這個(gè)過程中，我們要嚴(yán)格按照相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定來達(dá)到相應(yīng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和要求。在此基礎(chǔ)上降低了懸臂梁的截面應(yīng)力。在連續(xù)梁支撐設(shè)計(jì)中，必須加強(qiáng)負(fù)筋設(shè)計(jì)，以保證負(fù)筋配置的科學(xué)合理。在結(jié)構(gòu)柱設(shè)計(jì)過程中，由于其剛度低于承重柱，因此在具體設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)與稱重柱的剛度標(biāo)準(zhǔn)有機(jī)結(jié)合，使其支撐功能得到充分發(fā)揮。

3.4? 加強(qiáng)綜合管理工作

將優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用在土建結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)中，為了達(dá)到良好的應(yīng)用效果，要加強(qiáng)綜合管理工作的展開。在加強(qiáng)綜合管理工作中，可以從以下2 點(diǎn)展開。1）加強(qiáng)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)材料選擇。在土建工程設(shè)計(jì)中，施工材料是其中的重點(diǎn)，并且會(huì)直接影響施工質(zhì)量與施工進(jìn)步?；诖?，在設(shè)計(jì)工作的開展中，對于材料的選擇與使用要給予更多關(guān)注與重視。在材料的選擇過程中，要嚴(yán)格遵守施工標(biāo)準(zhǔn)與施工需求，盡量選擇性價(jià)比比較高的施工材料。例如，在混凝土材料的選擇中，基礎(chǔ)層可以使用C10混凝土，如果在設(shè)計(jì)與使用中，選擇其他類型的混凝土，將會(huì)對施工質(zhì)量產(chǎn)生影響，造成施工成本的增加。在這一過程中，可以加強(qiáng)對BIM技術(shù)的應(yīng)用，構(gòu)建相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，在數(shù)據(jù)庫中，對不同的材料信息內(nèi)容進(jìn)行整合，從而選擇最為適合的施工材料。2）加強(qiáng)荷載力優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用。隨著我國建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，使得建筑規(guī)模正在逐年增加，高層建筑與超高層建筑逐漸發(fā)展起來。樓層越高，荷載力將會(huì)提升，基于此，在實(shí)際設(shè)計(jì)與建設(shè)中，對于荷載力問題要進(jìn)行充分考慮。對不同因素，例如雨雪因素進(jìn)行分析，并給出相應(yīng)解決措施，將荷載控制在有效范圍內(nèi)，使建筑質(zhì)量得到保障。

3.5? 加強(qiáng)框架結(jié)構(gòu)柱設(shè)計(jì)

框架結(jié)構(gòu)柱設(shè)計(jì)是土建結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)重要組成部分，對于框架結(jié)構(gòu)柱設(shè)計(jì)工作需要工作人員能夠加強(qiáng)重視程度。具體設(shè)計(jì)工作的展開要注意以下3 個(gè)問題。1）對抗震性能進(jìn)行充分考慮，嚴(yán)格按照相應(yīng)的抗震設(shè)計(jì)要求進(jìn)行加密工程操作。2）要將低于柱高區(qū)范圍要求作為工作標(biāo)準(zhǔn)，通過加密方式，保護(hù)樓梯、角柱間梯柱、框架柱。3）框架結(jié)構(gòu)柱截面部分應(yīng)該滿足 1、2、3級(jí)抗震標(biāo)準(zhǔn)，此時(shí)截面邊長要超過的40cm。如果土建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的抗震標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到4 級(jí)，那么截面邊長要超過30cm。這樣才能保證土建結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)合理性，保證后續(xù)土建工程的使用安全。

4結(jié)束語

總而言之，土建工程項(xiàng)目在實(shí)施過程中會(huì)受到諸多因素的影響。具備良好專業(yè)素質(zhì)的工程設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中需要充分考慮各個(gè)影響因素，利用優(yōu)化技術(shù)逐步克服土建工程項(xiàng)目實(shí)施過程中的常見問題，努力提升土建工程設(shè)計(jì)方案的可行性。著眼于工作細(xì)節(jié)，在保證設(shè)計(jì)方案的質(zhì)量以及實(shí)用性的基礎(chǔ)上，盡力融入更多的藝術(shù)元素，滿足人們的審美要求，提高建筑的有效價(jià)值。

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