基于土木工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化分析

吳旭洋 黃山市開發(fā)投資集團(tuán)有限公司

一、土木工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問題

（一）圖紙?jiān)O(shè)計(jì)中的問題

結(jié)構(gòu)施工圖是民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵內(nèi)容，也是建筑承重墻等主體結(jié)構(gòu)的設(shè)置依據(jù)，同時(shí)也明確規(guī)定了所使用的材料的類型和規(guī)格。

但在實(shí)際的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)中也存在著較多的問題，主要可以分為工程計(jì)算問題和基礎(chǔ)平面圖的繪制問題。首先，基礎(chǔ)平面圖在繪制的過程中并沒有包含所有的內(nèi)容，一些細(xì)節(jié)性的東西比如構(gòu)造后澆帶和定位軸線并沒有很精準(zhǔn)的在平面圖中標(biāo)示出來，但這些細(xì)節(jié)與施工技術(shù)的運(yùn)用以及建筑質(zhì)量有著密切的關(guān)系，也是施工人員進(jìn)行精準(zhǔn)施工的必要標(biāo)準(zhǔn)。其次，方案中不完整的符號和元素也是問題所在，部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程當(dāng)中對一些材料沒有進(jìn)行詳細(xì)的編號，尤其是建筑中所使用到的不同的樁柱有多種規(guī)格，如果不對他們進(jìn)行相應(yīng)的編號，很可能引起施工建造中的混亂。最后是工程計(jì)算的過程中存在問題，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中需要有精確的參數(shù)設(shè)計(jì)，對于受力、尺寸等參數(shù)需要進(jìn)行精密的計(jì)算，但是部分設(shè)計(jì)人員在具體的計(jì)算過程當(dāng)中并沒有進(jìn)行二次驗(yàn)算，以至于計(jì)算結(jié)果中存在著較多的誤差。

（二）建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中問題

在整個(gè)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)過程中，一些施工企業(yè)的設(shè)計(jì)師由于沒有足夠的現(xiàn)場施工經(jīng)驗(yàn)，只依靠書本知識進(jìn)行設(shè)計(jì)，對現(xiàn)場施工中的一些復(fù)雜細(xì)節(jié)不了解。導(dǎo)致很多結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的部分在實(shí)際建設(shè)的過程中不能實(shí)現(xiàn)。土建工程結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計(jì)要求比較高，設(shè)計(jì)圖紙的不合理會在現(xiàn)場施工中一點(diǎn)點(diǎn)體現(xiàn)出來，造成施工不順利。在工程設(shè)計(jì)過程中，有必要對工程結(jié)構(gòu)各個(gè)環(huán)節(jié)的實(shí)際情況進(jìn)行合理的估計(jì)，但是由于設(shè)計(jì)者對整體結(jié)構(gòu)的控制不力，造成了很多偏差，導(dǎo)致了很多施工問題。

二、進(jìn)行土木工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化中應(yīng)遵循的原則

首先，要保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。在民用建筑設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)從建筑整體性的角度明確建筑結(jié)構(gòu)的基本性能。對于一個(gè)項(xiàng)目，在設(shè)計(jì)過程中要依照不同建筑的具體信息和不同的功能來確定其剛性強(qiáng)度和柔性強(qiáng)度。在建筑設(shè)計(jì)的過程中過于強(qiáng)調(diào)某一建筑的剛性強(qiáng)度則會導(dǎo)致建筑的變形能力下降，從而導(dǎo)致其荷載重量增加，對建筑造成局部破壞。但如果靈活性太強(qiáng)，會因結(jié)構(gòu)變化而無法承受原有荷載，甚至造成整棟建筑倒塌。故而在整個(gè)設(shè)計(jì)的過程中，設(shè)計(jì)者需要從整體設(shè)計(jì)出發(fā)，先確保整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理完善，然后找到整個(gè)建筑的關(guān)鍵部分，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)剛?cè)岵?jì)的效果。

其次，注重設(shè)計(jì)的高效性。在進(jìn)行全面的建筑設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)方案中必須充分標(biāo)注各種設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)，尤其是各種參數(shù)數(shù)據(jù)以及涉及到的參考資料必須準(zhǔn)確且明晰。同時(shí)注重對各種影響因素進(jìn)行調(diào)查分析并形成詳細(xì)的調(diào)查報(bào)告，在調(diào)查報(bào)告的基礎(chǔ)上再次進(jìn)行針對可能出現(xiàn)的問題的預(yù)案設(shè)計(jì)以及其他的防護(hù)措施，努力將施工建造中的風(fēng)險(xiǎn)降到最低。另外，對于建筑中所涉及到的諸如部分承重結(jié)構(gòu)等重點(diǎn)部位著重優(yōu)化，參考以往經(jīng)驗(yàn)和案例對具體建筑中不同的難點(diǎn)進(jìn)行針對性的優(yōu)化設(shè)計(jì)，根據(jù)建筑周圍環(huán)境情況對可能出現(xiàn)的外界影響因素進(jìn)行預(yù)測并做出合理的規(guī)避措施，進(jìn)而促進(jìn)設(shè)計(jì)方案向著既具有整體性又重點(diǎn)突出、既全面又精細(xì)以及科學(xué)合理可實(shí)施性強(qiáng)的方向發(fā)展。

最后，要注意設(shè)計(jì)的安全性。在民用建筑結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)過程中，保證建筑從設(shè)計(jì)到施工再到最后的投入使用都能安全進(jìn)行時(shí)首要前提。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)師要注意加強(qiáng)建筑的性能，設(shè)置不同的安全線。從理論上講不能盲目的進(jìn)行結(jié)構(gòu)選擇，不僅需要考慮建筑環(huán)境以及自然災(zāi)害的影響，還要考慮建筑自身的各種特點(diǎn)，比如框架結(jié)構(gòu)的承載力一般大于砌體結(jié)構(gòu)的承載力等原理。在設(shè)計(jì)過程中，還可以通過增加防線數(shù)量的方式進(jìn)一步加強(qiáng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的安全性，因?yàn)榻^對的安全和穩(wěn)定在整個(gè)建筑設(shè)計(jì)中是不復(fù)存在的，只有不斷建立并完善各種安全防護(hù)措施，才能降低危險(xiǎn)的可能性。

三、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的具體對策

（一）注重制度的建設(shè)與監(jiān)督

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)期間必須嚴(yán)格遵守相應(yīng)的規(guī)范，在生產(chǎn)和施工過程中要執(zhí)行嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。工程建筑是一個(gè)整體性的工作，每一個(gè)階段都可能出現(xiàn)失誤，進(jìn)而造成巨大的損失，因此，有必要提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格要求項(xiàng)目涉及的各個(gè)部門和單位，制定相關(guān)制度，約束施工人員的工作行為，規(guī)范和提高施工質(zhì)量。圖紙?jiān)O(shè)計(jì)中任何瑕疵都會影響整個(gè)項(xiàng)目的進(jìn)度，因此需要有嚴(yán)格的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求，從整體的框架結(jié)構(gòu)到具體的細(xì)節(jié)部分都要處理好。此外，要加強(qiáng)工程全過程的安全監(jiān)督和監(jiān)管。一方面，各部門需要嚴(yán)格遵守規(guī)范中的規(guī)定，相互協(xié)調(diào)、相互制約，按照安全施工方法進(jìn)行施工。另一方面，施工單位除了遵守建筑規(guī)范外，還需要派人監(jiān)督，制定安全制度約束施工人員，制定完善的獎(jiǎng)懲機(jī)制，在促進(jìn)工程進(jìn)度的同時(shí)，也保證了工程的整體質(zhì)量和安全。

（二）注重信息模型技術(shù)的應(yīng)用

與過去常用的基于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的軟件技術(shù)相比，信息模型技術(shù)在處理各種信息方面更具優(yōu)勢。眾多建筑設(shè)計(jì)人員在具體的設(shè)計(jì)中可以將信息模型技術(shù)應(yīng)用到不同工程建設(shè)信息數(shù)據(jù)的收集處理和分析中，使得數(shù)據(jù)庫全面而準(zhǔn)確，進(jìn)而可以隨時(shí)查詢工程信息，滿足工程建設(shè)的要求，從而改善信息的相互關(guān)系。數(shù)據(jù)庫構(gòu)建在收集海量建筑工程信息的基礎(chǔ)上可以進(jìn)行過往案例的分析以及之后技術(shù)突破類的走向預(yù)測，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)總量的優(yōu)化和保持設(shè)計(jì)的先進(jìn)程度，以防止未來構(gòu)建中的變化。相關(guān)設(shè)計(jì)人員可以隨時(shí)查詢不同的數(shù)據(jù)，提高設(shè)計(jì)效率。除此之外，建筑信息模型技術(shù)還可以直接展示建筑的整體外觀以及所選用的材料等，整合不同的信息數(shù)據(jù)，控制建筑工程的舒適度、采光條件和節(jié)能效果，提高設(shè)計(jì)合理性。比如在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，不同構(gòu)件之間的有效對接可以在加工造型結(jié)構(gòu)中實(shí)現(xiàn)。