土木工程建筑優(yōu)化探析

羅彥霞

【摘要】土木工程建筑施工最基本的內(nèi)容是建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)水平的高低對(duì)建筑的質(zhì)量、安全、實(shí)用性和施工成本有著直接的聯(lián)系。所有，土木工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要進(jìn)行不斷的優(yōu)化，這不僅對(duì)工程的建設(shè)至關(guān)重要而且對(duì)企業(yè)的發(fā)展也有重要意義。

【關(guān)鍵詞】土木工程;建筑結(jié)構(gòu);設(shè)計(jì)優(yōu)化

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

10.224

伴隨著我國城市化建設(shè)進(jìn)程的不斷深入推進(jìn)，土木工程以及建筑行業(yè)正在迅猛發(fā)展，建筑建材企業(yè)正在面臨著愈演愈烈的行業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。在此種大環(huán)境下，建筑結(jié)構(gòu)企業(yè)發(fā)展要使始終立于不敗之地，實(shí)現(xiàn)我國建筑設(shè)計(jì)質(zhì)量、利潤效益最大化，應(yīng)從主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)角度出發(fā)，不斷創(chuàng)新優(yōu)化土木建筑工程行業(yè)建筑主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高建筑主體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性、節(jié)能性，為建筑結(jié)構(gòu)企業(yè)發(fā)展創(chuàng)造更大化的經(jīng)濟(jì)整體利益與更大社會(huì)效益。

1、土木工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常見問題

1.1造成嚴(yán)重的環(huán)境問題

近些年，各種各樣的環(huán)境問題都頻繁出現(xiàn)，給人們生活帶來了極大麻煩，人們也開始認(rèn)識(shí)到保護(hù)環(huán)境的重要性。而建筑施工建設(shè)過程中所產(chǎn)生的廢水、廢料等如果得到及時(shí)的處理或處理不合理，都會(huì)對(duì)周邊環(huán)境造成嚴(yán)重破壞和污染，從而影響企業(yè)的形象。而土木工程在結(jié)構(gòu)建設(shè)使對(duì)資源、能源的消耗是非常巨大的，因此更要保護(hù)好周邊環(huán)境，避免環(huán)境遭到嚴(yán)重破壞。

1.2結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性問題

高層建筑物在施工中，易受周圍外界惡劣環(huán)境影響，從而直接影響高層建筑物和結(jié)構(gòu)物的穩(wěn)定性。土木工程高層建筑設(shè)計(jì)中，抗震建筑設(shè)計(jì)尤為關(guān)鍵，抗震建筑設(shè)計(jì)中，要從高層建筑物主體寬度設(shè)計(jì)參數(shù)著手，寬度設(shè)計(jì)參數(shù)是測(cè)量建筑抗震穩(wěn)定性的重要所在也是影響測(cè)量因素之一。

1.3建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全性問題

建筑安全結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程質(zhì)量與安全狀況直接影響到安全事故可能發(fā)生的概率。但是在實(shí)際中的建筑工程中，往往還是會(huì)同時(shí)出現(xiàn)盲目追求加大重量構(gòu)建主體截面、過度追求增加建筑鋼量的種種問題，既嚴(yán)重浪費(fèi)了專業(yè)建筑師的資源，更嚴(yán)重影響著整個(gè)建筑主體結(jié)構(gòu)的安全性與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。從目前我國城市土木建筑工程大型建筑中的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上來看，我國大型建筑施工中普遍存在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度低的不良情況，并且建筑施工工藝技術(shù)明顯落后，這些情況都會(huì)直接嚴(yán)重影響我國建筑工程的安全性、穩(wěn)定性等。

2、土木工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化策略

結(jié)構(gòu)整體優(yōu)化方案設(shè)計(jì)主要包括：主體基礎(chǔ)建筑結(jié)構(gòu)系統(tǒng)方案的整體規(guī)劃設(shè)計(jì)、屋蓋建筑系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案的整體規(guī)劃設(shè)計(jì)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)方案的整體規(guī)劃設(shè)計(jì)和建筑結(jié)構(gòu)整體優(yōu)化設(shè)計(jì)。進(jìn)行主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)在完全滿足結(jié)構(gòu)的意圖后，盡量可能使得水平面布置符合規(guī)則，縮小到以剛度和主體質(zhì)量作為中心的最大差異，這樣整個(gè)水平面的荷載就不會(huì)導(dǎo)致使整個(gè)建筑物主體有太大的重力扭轉(zhuǎn)作用。豎直移動(dòng)方向上升時(shí)應(yīng)盡量避開禁止使用橫向轉(zhuǎn)換應(yīng)力層，減少使用應(yīng)力層的集中移動(dòng)現(xiàn)象。

根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)：1990年統(tǒng)計(jì)世界最高的90幢高層建筑中鋼結(jié)構(gòu)有51座，比例占56.6%;鋼-砼混合結(jié)構(gòu)有25座，比例占27.8%;鋼-砼混合結(jié)構(gòu)有25座，比例占15.6%;1998年統(tǒng)計(jì)世界最高的28幢建筑中鋼結(jié)構(gòu)有14座，比例占50.0%;鋼-砼混合結(jié)構(gòu)有8座，比例占28.6%;鋼筋砼結(jié)構(gòu)有6座，比例占21.4%。高層鋼結(jié)構(gòu)具有自重輕，可減少地震作用，減少運(yùn)輸量，便于地基處理結(jié)構(gòu)所占面積少，可增加使用面積，工廠化程度高，施工周期短等優(yōu)勢(shì)。綜合數(shù)據(jù)指示鋼結(jié)構(gòu)最適于高層和超高層建筑。

2.1明確設(shè)計(jì)原則

土木建筑工程專業(yè)建筑項(xiàng)目結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理優(yōu)化工作應(yīng)從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原則細(xì)節(jié)入手，明確結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原則，遵循結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理原則，針對(duì)建筑設(shè)計(jì)實(shí)際需求合理安排結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化工作。為充分保證提升我國土木建筑工程民用建筑主體結(jié)構(gòu)的安全性和可靠性，還應(yīng)嚴(yán)格遵循建筑安全性、實(shí)用性與建筑耐久性三大原則，減少土木建筑后期養(yǎng)護(hù)施工中可能還會(huì)出現(xiàn)的各種安全隱患。

2.2保障整體協(xié)調(diào)性

保障各類建筑結(jié)構(gòu)整體功能協(xié)調(diào)性建設(shè)是有效減少各類建筑各個(gè)環(huán)節(jié)、各部分之間發(fā)生矛盾或者沖突的必要解決途徑，增強(qiáng)建筑適用環(huán)境性能的必要實(shí)施手段。特別在凡是建筑工程建設(shè)結(jié)構(gòu)中的建筑給水電排水系統(tǒng)、暖氣通風(fēng)系統(tǒng)、采光通風(fēng)系統(tǒng)等都非常需要進(jìn)行功能協(xié)調(diào)性好的設(shè)計(jì)，確保工程建筑結(jié)構(gòu)整體的美觀實(shí)用性與功能適用性。為此，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工人員在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上一定應(yīng)通過綜合合理考慮高層建筑內(nèi)部各項(xiàng)可能影響安全因素，規(guī)避內(nèi)部可能發(fā)生存在的安全問題，提高內(nèi)部建筑設(shè)計(jì)的可預(yù)見性，優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工效果。

2.3創(chuàng)新設(shè)計(jì)手段

信息時(shí)代下，借助現(xiàn)代計(jì)算機(jī)以及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)直接進(jìn)行工業(yè)建筑主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可在最大程度上有效提高工業(yè)建筑主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的技術(shù)精準(zhǔn)度，減少設(shè)計(jì)工作量與工作難度，提高建筑設(shè)計(jì)工作效率。利用新型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)管理技術(shù)，極大的提高了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作速度，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖紙更為詳細(xì)精準(zhǔn)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)水平大幅度的提升。需注意的是，在充分利用各種現(xiàn)代計(jì)算軟件技術(shù)進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)工作人員應(yīng)針對(duì)不同的大型建筑主體結(jié)構(gòu)要求選擇一種適宜的專用計(jì)算機(jī)和模塊。

3、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的意義

由于建筑的整體層高增加，墻體基礎(chǔ)面積和柱的整體積也會(huì)隨著增加，結(jié)構(gòu)的自重力和基礎(chǔ)和柱的整體承載力量也相應(yīng)的增加，水衛(wèi)和公用電氣的排水管線長也會(huì)相應(yīng)加長。與此相反的即降低建筑層高，就會(huì)節(jié)省許多，而且有較高的抗震性。建筑面積相同，建筑結(jié)構(gòu)使用不同的高層平面建筑，它的建筑外墻周長也就可能會(huì)不同，這樣一來表面的裝修都隨之有所減少，同時(shí)其外墻受力保護(hù)性能也隨之得到極大提高，增強(qiáng)了高層建筑的整體經(jīng)濟(jì)使用性能。

與其他傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法相比，采用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的優(yōu)化處理方法可以有效使傳統(tǒng)建筑工程設(shè)計(jì)造價(jià)成本降低6%-34%。同時(shí)也可以充分合理的利用建筑材料綜合性能，使現(xiàn)代建筑主體結(jié)構(gòu)內(nèi)部各功能單元之間得到最好的活動(dòng)協(xié)調(diào)，不僅有效實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代建筑美觀、實(shí)用，而且在建筑造價(jià)費(fèi)用方面也可以有較大幅度的節(jié)省，達(dá)到了現(xiàn)代建筑工程前期設(shè)計(jì)對(duì)適用、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀和實(shí)用等后期施工的一般技術(shù)要求。通過綜合使用各種優(yōu)化建筑設(shè)計(jì)技術(shù)手段，達(dá)到這5個(gè)設(shè)計(jì)方面的最佳完美結(jié)合，符合現(xiàn)今高層建筑商對(duì)于高層建筑主體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，也符合市場(chǎng)可持續(xù)發(fā)展的需求。

結(jié)語：

想要實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的安全性、實(shí)用性、適用性、耐久性、經(jīng)濟(jì)性就必須要從設(shè)計(jì)方面入手，對(duì)整體結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)性要有所提高，細(xì)節(jié)問題要處理好，選擇合適的設(shè)計(jì)軟件，全面降低無效施工成本，采用適宜的措施來實(shí)現(xiàn)通過最少的投入資金，收貨獲最大的成果。同時(shí)還應(yīng)該最大限度的來滿足人們對(duì)建筑結(jié)構(gòu)、功能和外形的需求，努力創(chuàng)造安全、優(yōu)美、高質(zhì)量品質(zhì)的土木工程建筑推動(dòng)土木工程建筑企業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展。

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