土建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中結(jié)構(gòu)安全的要點(diǎn)分析

張科

(山東力凈環(huán)?？萍加邢薰荆綎| 濟(jì)南 271104)

建筑結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定不僅影響建筑的整體質(zhì)量和使用壽命，而且與人們的生活息息相關(guān)。因此，在土木工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，必須綜合運(yùn)用最佳技術(shù)對(duì)其安全性進(jìn)行有效控制，以確保其在土木工程設(shè)計(jì)過程中安全、高效地完成設(shè)計(jì)任務(wù)，從而促進(jìn)我國建筑事業(yè)的健康發(fā)展。

1 土建工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問題

1.1 土木工程欠缺整體性設(shè)計(jì)

只有通過建筑結(jié)構(gòu)各個(gè)部分的集成，才能確保系統(tǒng)的平衡性滿足實(shí)際需求，從而幫助建筑用戶獲得更好的生活體驗(yàn)。然而，在目前的情況下，許多民用房屋的工程系統(tǒng)結(jié)構(gòu)本身缺乏整體規(guī)劃和設(shè)計(jì)，導(dǎo)致內(nèi)部空間單元之間的集成較弱，無法充分發(fā)揮其功能。目前，許多國內(nèi)工程設(shè)計(jì)師對(duì)整個(gè)建筑系統(tǒng)結(jié)構(gòu)沒有全面的了解，只從狹隘的角度出發(fā)，導(dǎo)致土建圖紙不能完全反映建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

1.2 建筑支撐荷載與承重截面缺乏合理設(shè)計(jì)

建筑支撐系統(tǒng)中的梁必須滿足最基本的承載力要求，以確保房屋支撐系統(tǒng)的承載力達(dá)到預(yù)期的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。相反，如果支撐梁的結(jié)構(gòu)不能滿足工程荷載要求，可能會(huì)導(dǎo)致梁體破壞坍塌，造成墻體開裂、墻體滲水等嚴(yán)重破壞。在某種建筑系統(tǒng)中，如果不能準(zhǔn)確確定梁應(yīng)力的極限值，很可能會(huì)導(dǎo)致現(xiàn)有設(shè)計(jì)方案出現(xiàn)偏差。此外，一些土木工程設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)往往忽視了對(duì)土木工程結(jié)構(gòu)承載部分的合理優(yōu)化設(shè)計(jì)。為了確保經(jīng)過全面調(diào)整和優(yōu)化的建筑承重墻截面能夠承受更高的承載力，項(xiàng)目結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師必須對(duì)其進(jìn)行全面的規(guī)劃和設(shè)計(jì)。然而，就目前情況而言，許多土木結(jié)構(gòu)中的承重截面尺寸仍然不準(zhǔn)確，嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。

1.3 工程設(shè)計(jì)人員忽視建筑結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)

如果不注意對(duì)建筑細(xì)節(jié)的考慮，可能會(huì)導(dǎo)致一些土建工程的隱蔽施工部位出現(xiàn)大量施工缺陷。例如，在土木工程中，如果廚房空間區(qū)域、墻壁管道連接和其他隱藏空間區(qū)域設(shè)計(jì)不當(dāng)，土木建筑系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)將不合理。在極端惡劣的環(huán)境中，民用建筑系統(tǒng)結(jié)構(gòu)沒有得到精心規(guī)劃和設(shè)計(jì)也可能對(duì)用戶造成生命危險(xiǎn)，影響他們的生活質(zhì)量。

2 案例分析

2.1 工程概況

2016年，中國北方的一所中學(xué)開始修建體育場(chǎng)。該建筑的平面投影為矩形，采用鋼框架。由“鋼架+排架+張拉屋蓋”組成。對(duì)于大型豎向鋼柱，柱基是埋入式的，而對(duì)于小型豎向鋼柱來說，柱基一般是裸露的。為了保證項(xiàng)目的順利進(jìn)行，必須結(jié)合項(xiàng)目的具體情況進(jìn)行合理的優(yōu)化。

2.2 鋼框架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

鋼框架的基本特征包括以下幾個(gè)方面：1)鋼架的主要材料是具有良好整體性的鋼材。這種鋼的特點(diǎn)是抗拉強(qiáng)度高，韌性好。在地震作用下，鋼結(jié)構(gòu)的抗震性能極大增強(qiáng)，使鋼結(jié)構(gòu)具有一定的抗震性能；2)其重量比鋼筋混凝土的鋼架輕，從而降低了基礎(chǔ)施工的難度；3)與其他非耦合元件相比，使用小截面柱可以有效地增加建筑的使用空間，可以將空間增加2～4個(gè)百分點(diǎn)；4)現(xiàn)場(chǎng)拼裝可以有效減少施工時(shí)間，大大提高施工效率；5)簡(jiǎn)支構(gòu)件之間的力傳遞相對(duì)直觀、一致，可以產(chǎn)生較大的應(yīng)用空間，并且可以根據(jù)需要進(jìn)行劃分。

2.3 土建工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.3.1 框架柱設(shè)計(jì)

梁可以將上面的荷載傳遞到每個(gè)框架柱上，然后將荷載傳遞到建筑基礎(chǔ)上。在該建筑中，垂直受力構(gòu)件是一個(gè)框架柱。“梁柱”型構(gòu)件為雙向?qū)ΨQ界面的框架柱結(jié)構(gòu)。在確定鋼筋混凝土柱截面的強(qiáng)軸方向和弱軸方向時(shí)，必須根據(jù)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的剛度來確定。H型和T型是常用的柱截面類型，其柱和梁之間的連接相對(duì)容易。箱形截面在主軸方向上的剛度基本相同，整體應(yīng)力良好。然而，這種方法很難構(gòu)建，并且需要處理大量的建筑構(gòu)件。因此，本工程選用H型截面?？墒褂靡韵鹿接?jì)算框架柱單向截面的最大彎矩。

(1)

式中：Mmax，Wx，rx，f，γ0，γQ分別是截面的最大使用扭矩、截面上x軸的界面阻力、界面塑性發(fā)展系數(shù)、鋼的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值、結(jié)構(gòu)構(gòu)件的重要系數(shù)、變荷載分項(xiàng)系數(shù)。

2.3.2 框架梁設(shè)計(jì)

主要彎矩是鋼框架梁的應(yīng)力狀態(tài)，其制造工藝可以是雙向軋制或焊接。此外，其箱形截面可應(yīng)用于大跨度建筑，并可獲得更好的彎曲和扭轉(zhuǎn)性能。在結(jié)構(gòu)中，剛性鋪板和橫向支撐系統(tǒng)的使用對(duì)梁柱的穩(wěn)定性起著至關(guān)重要的作用。剛性鋪板應(yīng)具有更大的剛度和更好的穩(wěn)定性。

2.3.3 節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)與構(gòu)造

在地震破壞過程中，節(jié)點(diǎn)是最脆弱的部分。一旦損壞，建筑結(jié)構(gòu)將被摧毀。部件的安全、制造和安裝與部件的連接狀態(tài)有關(guān)。對(duì)于大型鋼結(jié)構(gòu)，連接部分的應(yīng)力狀態(tài)相對(duì)復(fù)雜，需要對(duì)連接部分進(jìn)行設(shè)計(jì)。節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)應(yīng)確保節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力清晰，傳遞的壓力均勻；施工圖應(yīng)根據(jù)應(yīng)力狀態(tài)進(jìn)行設(shè)計(jì)，避免材料處于不平衡的應(yīng)力狀態(tài)；為了便于處理和安裝，連接應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單[1]。1)梁-柱節(jié)點(diǎn)的連接。梁和柱之間有三種類型的剛性連接：全焊接、螺栓連接和焊接和全螺栓連接。為了保證節(jié)點(diǎn)的質(zhì)量，節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)必須是匹配的；2)柱-柱節(jié)點(diǎn)的連接，采用剛性連接的形式，通過焊接或高強(qiáng)度螺栓連接；3)在梁-梁節(jié)點(diǎn)的載荷作用下，其節(jié)點(diǎn)應(yīng)具有相同的設(shè)計(jì)承載力。連接組合梁橋時(shí)，需要考慮節(jié)點(diǎn)的受力情況，即在翼緣上承受彎矩，在腹板上承受剪力；4)在柱腳設(shè)計(jì)中，應(yīng)將柱上的荷載平穩(wěn)地傳遞到基礎(chǔ)上，并充分利用柱與柱腳之間的結(jié)構(gòu)功能。在柱基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)分析中，必須確保柱基礎(chǔ)的構(gòu)造形式具有較小的解耦和剛度。

2.4 土建工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化技術(shù)

2.4.1 MIDAS/Gen有限元軟件

MIDAS/Gen是一種非常有效的計(jì)算方法，已廣泛應(yīng)用于工業(yè)、采礦、民用等領(lǐng)域。該系統(tǒng)是在韓國開發(fā)的，并于2007年在中國投入使用。MIDAS/Gen可用于靜態(tài)和動(dòng)態(tài)計(jì)算。本課題選擇該系統(tǒng)作為研究對(duì)象，進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)和優(yōu)化。該方法可通過計(jì)算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)，可用于結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。例如，強(qiáng)度可以自動(dòng)優(yōu)化。在型鋼庫中，單擊“關(guān)聯(lián)”鍵，輸入零件輪廓，完成輪廓的修改。斷面優(yōu)化前B850×850×3.0×3.0，斷面優(yōu)化后為B700×700×20×20，B700×700×3.0×3.0。

2.4.2 材料屬性及參數(shù)

首先，天花板結(jié)構(gòu)的焊接H型梁選用Q345 C鋼。電纜材料為高釩預(yù)埋電纜，材料為80mm以上鋼絲。電纜有張力索80和支撐索60兩種。張力索的斷裂應(yīng)力為4.500kN，支撐索的斷裂應(yīng)該力為3.013kN。對(duì)于硬鋼絲，其抗拉強(qiáng)度和彈性模量分別為1670MPa和90GPa。鑄鋼支座為結(jié)構(gòu)支座，使用502粘合劑將橡膠基底和鋼板黏合在一起。支架上預(yù)留的螺孔應(yīng)比螺釘直徑大10mm。橡膠基底周圍涂有酚醛樹脂，外層用泡沫塑料粘貼。橡膠底座在安裝過程中受到保護(hù)。技術(shù)指標(biāo)見表1。

表1 技術(shù)參數(shù)

2.4.3 建立模型

為了驗(yàn)證抗震性能，有必要進(jìn)行地震荷載作用下的彈塑性分析。在建立模型時(shí)，有必要考慮剪切的作用，特別是構(gòu)件系統(tǒng)的作用；立柱和立柱的前支座為剛體，計(jì)算方法為兩端鉸接；當(dāng)豎向構(gòu)件受到應(yīng)力時(shí)，其變形的差異是不可忽視的。

2.4.4 具體優(yōu)化

1)風(fēng)荷載，當(dāng)使用風(fēng)荷載時(shí)，請(qǐng)參考規(guī)范中的計(jì)算方法。計(jì)算公式為。

ωk=βzμzμzω0

(2)

式中：βz，μs，μz，ω0分別是風(fēng)振系數(shù)、風(fēng)荷載形狀系數(shù)、風(fēng)壓高度變化系數(shù)和基本分壓。

在優(yōu)化過程中，需要對(duì)各級(jí)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行合理安排和科學(xué)計(jì)算。在實(shí)際工程中，風(fēng)荷載的計(jì)算需要使用Leders矢量來構(gòu)建虛擬表面壓力荷載。通過分析初始載荷矢量的振動(dòng)模式，實(shí)現(xiàn)了各自由度矢量的自動(dòng)消除。該軟件可以實(shí)現(xiàn)風(fēng)作用下氣壓的變化和載荷表面的自動(dòng)處理。

2)軸心受壓構(gòu)件，在計(jì)算軸向受壓構(gòu)件的強(qiáng)度時(shí)，可以使用以下公式。

作為世界上第一個(gè)以進(jìn)口為主題的國家級(jí)展會(huì)，人們更關(guān)心其產(chǎn)生的背景。美國特朗普政府公然挑起貿(mào)易爭(zhēng)端，對(duì)中國輸美產(chǎn)品征收高額關(guān)稅，領(lǐng)頭在全球范圍刮起保護(hù)主義寒流。當(dāng)此之時(shí)，進(jìn)博會(huì)應(yīng)運(yùn)而生。第一，中國不怕任何壓力，改革開放有我們自己的時(shí)間表。第二，美國人頻繁退群之時(shí)，中國人將更高地舉起全球化大旗，更高水平對(duì)外開放。

(3)

式中：N，An，f分別是軸向張力、構(gòu)件的凈截面面積和鋼的抗拉強(qiáng)度的設(shè)計(jì)值。

在檢查剛度時(shí)，可以使用以下公式。

(4)

式中：λ，l0，i，[λ]分別是長細(xì)比、構(gòu)件的計(jì)算長度、截面兩個(gè)主要方向上的回轉(zhuǎn)半徑以及容許長細(xì)比。

在檢查穩(wěn)定性時(shí)，可以使用以下公式。

(5)

或

(6)

式中：A，φ分別是構(gòu)件的總截面面積和軸向受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)。

3)壓彎構(gòu)件的穩(wěn)定性驗(yàn)算，平面內(nèi)穩(wěn)定性的計(jì)算公式如下。

(7)

平面外穩(wěn)定性的計(jì)算公式如下。

(8)

3 土建結(jié)構(gòu)工程安全性分析

3.1 結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力的安全性

為了確保建筑構(gòu)件的安全，工程師和技術(shù)人員必須明確確定每個(gè)構(gòu)件的應(yīng)力參數(shù)，并確定每個(gè)構(gòu)件能夠承受的最大應(yīng)力系數(shù)。荷載分項(xiàng)系數(shù)是指在受力分析過程中，將標(biāo)準(zhǔn)荷載加到結(jié)構(gòu)構(gòu)件上得到的放大系數(shù)；在構(gòu)件的內(nèi)力分析中，考慮了材料強(qiáng)度的影響，因此在構(gòu)件內(nèi)力分析中需要考慮材料強(qiáng)度的影響程度。

3.2 結(jié)構(gòu)的整體牢固性

為了確保土木結(jié)構(gòu)的安全和穩(wěn)定，需要確保每個(gè)構(gòu)件的承載力，以及整個(gè)結(jié)構(gòu)的牢固性，以抵抗地震、洪水和其他外部自然災(zāi)害造成的沖擊和破壞。土木工程建筑不僅要保證每個(gè)部分的靈活性和冗余性，還要保證其在承受外部沖擊時(shí)的強(qiáng)度，使其能夠承受外力的最大沖擊，從而最大限度地減少生命財(cái)產(chǎn)損失。

3.3 結(jié)構(gòu)的安全耐久性

在中國，建筑結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性是一個(gè)普遍存在的問題。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，首先要注意結(jié)構(gòu)的承載力，其次要注意結(jié)構(gòu)本身的材料強(qiáng)度。然而，人們對(duì)建筑結(jié)構(gòu)在自然條件下的耐久性還沒有給予足夠的重視。鋼筋和混凝土是建筑中廣泛使用的主要材料。在溫度、濕度、腐蝕等作用下，這些材料極易損壞，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的安全性下降，甚至發(fā)生嚴(yán)重的安全事故。因此，有必要對(duì)這些問題給予足夠的重視，并制定相應(yīng)的耐久性指標(biāo)。

4 土建結(jié)構(gòu)工程安全性提升策略

目前，我國民用房屋總體規(guī)劃設(shè)計(jì)仍存在設(shè)計(jì)不足，導(dǎo)致房屋承重構(gòu)件、房屋連接部位等方面存在薄弱環(huán)節(jié)，并造成房屋地基失穩(wěn)、房屋地下水滲漏等嚴(yán)重安全事故。在此基礎(chǔ)上，從不同層次分析工程設(shè)計(jì)的各個(gè)方面，實(shí)現(xiàn)工程設(shè)計(jì)方案的合理改進(jìn)和優(yōu)化。在目前的項(xiàng)目規(guī)劃設(shè)計(jì)過程中，需要通過以下重要步驟對(duì)現(xiàn)有民用建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行合理優(yōu)化。

4.1 運(yùn)用整體思路來規(guī)劃設(shè)計(jì)建筑體系結(jié)構(gòu)

為了獲得更合理、準(zhǔn)確的土建建筑設(shè)計(jì)圖紙，工程設(shè)計(jì)人員必須對(duì)其基礎(chǔ)荷載性能參數(shù)、建筑抗震等級(jí)和工程支撐系統(tǒng)強(qiáng)度等級(jí)指標(biāo)進(jìn)行科學(xué)、全面的計(jì)算。為了實(shí)現(xiàn)上述優(yōu)化設(shè)計(jì)目標(biāo)，土木工程設(shè)計(jì)師需要對(duì)每個(gè)重要部件的設(shè)計(jì)給予足夠的重視，以避免一些隱藏部件的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。

在智能建筑的建設(shè)過程中，有必要進(jìn)行合理的規(guī)劃。在互聯(lián)網(wǎng)上使用智能建筑的新技術(shù)和新方法，可以為建筑設(shè)計(jì)師節(jié)省工程成本，確保建筑的安全性和功能性得到充分發(fā)揮。在建筑設(shè)計(jì)師和項(xiàng)目經(jīng)理方面，應(yīng)該積極使用智能技術(shù)。在施工過程中，應(yīng)充分利用信息技術(shù)，確保建設(shè)單位與施工單位之間的信息交流。具有智能特征的建筑場(chǎng)景建模可以幫助建筑設(shè)計(jì)師對(duì)住宅的室內(nèi)空間特征做出準(zhǔn)確的判斷，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)住宅建設(shè)全過程的有效管理。

對(duì)于目前的大型公共建筑體系，工程建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師必須從工程方案設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)分析、構(gòu)件匹配和組合設(shè)計(jì)到工程圖紙等方面進(jìn)行全方位的工作。土木工程的具體設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人應(yīng)綜合考慮民用建筑的基本安全性能，并將其與因地制宜的工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)理念相結(jié)合，合理劃分民用建筑的內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)。建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)人員要嚴(yán)格控制民用建筑的電氣設(shè)計(jì)、建筑給排水設(shè)計(jì)、建筑支撐系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等重要環(huán)節(jié)，切實(shí)確保經(jīng)過合理的優(yōu)化設(shè)計(jì)，民用建筑系統(tǒng)結(jié)構(gòu)能夠滿足最基本的安全性能要求。

4.2 密切重視工程建筑設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、承重系統(tǒng)設(shè)計(jì)、空間布局和隱蔽區(qū)域設(shè)計(jì)方面，應(yīng)反映建筑工程中的重要設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)。在民用建筑的具體設(shè)計(jì)中，應(yīng)分層次進(jìn)行詳細(xì)規(guī)劃設(shè)計(jì)，避免在具體設(shè)計(jì)中出現(xiàn)偏差[2]。工程設(shè)計(jì)人員在確定建筑物各部分的承載力時(shí)，需要準(zhǔn)確檢查建筑物的承載力，以確保建筑物的抗震能力。

在建筑設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)綜合考慮建筑成本等因素，采用科學(xué)的方法，有效地節(jié)約和利用現(xiàn)有的建筑材料。在目前中國的土木工程建設(shè)中，如果能夠科學(xué)合理地制定工程定額，將有助于為設(shè)計(jì)單位和施工企業(yè)提供更完整、更科學(xué)的工程量清單。因此，在實(shí)際工作中，作為土木工程設(shè)計(jì)單位的負(fù)責(zé)人，必須嚴(yán)格保證現(xiàn)行土木工程量清單中包含的各項(xiàng)成本指標(biāo)，并據(jù)此制定一套完整的項(xiàng)目成本控制實(shí)施計(jì)劃。此外，在土木工程施工過程中，有關(guān)部門應(yīng)對(duì)施工工程量清單進(jìn)行全面評(píng)估和審查，避免因施工中缺乏重要的成本指標(biāo)而造成嚴(yán)重后果。在建設(shè)項(xiàng)目中，要充分收集基本成本指標(biāo)，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步加強(qiáng)基本成本指標(biāo)的管理。

在中國土木工程建設(shè)中，如果能夠建立一個(gè)完整、科學(xué)的工程造價(jià)定額，就可以大大提高當(dāng)前項(xiàng)目的整體管理水平。因此，在具體實(shí)踐中，相關(guān)土木工程設(shè)計(jì)人員應(yīng)了解項(xiàng)目定額的重要性，以確保他們能夠準(zhǔn)確計(jì)算出各種土木工程項(xiàng)目的成本定額。在項(xiàng)目成本控制的總體實(shí)施過程中，要合理結(jié)合定額管理方法，全面確保建設(shè)項(xiàng)目各級(jí)成本能夠得到實(shí)時(shí)監(jiān)控。對(duì)于土木工程，應(yīng)分為規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工和竣工結(jié)算三個(gè)階段。在公共建設(shè)項(xiàng)目中，工程師和施工人員必須嚴(yán)格控制成本，并在每個(gè)設(shè)計(jì)階段準(zhǔn)確估計(jì)項(xiàng)目成本。目前，這種模式已在工程實(shí)踐中得到廣泛應(yīng)用。

4.3 科學(xué)規(guī)劃建筑物的支撐體系荷載以及承重面尺寸

在土木工程中，除了科學(xué)優(yōu)化支撐系統(tǒng)的受力和結(jié)構(gòu)截面尺寸外，在工程材料的選擇上也應(yīng)采用靈活的設(shè)計(jì)思想。通常，在建筑物的支撐系統(tǒng)中，為了保證建筑物的安全，有必要在原有建筑物中設(shè)置相應(yīng)的保護(hù)層，同時(shí)也有必要選擇現(xiàn)有建筑物承載截面的適當(dāng)尺寸[3]。為了防止房屋承重系統(tǒng)的失穩(wěn)和安全隱患，確保建筑地基和墻體的穩(wěn)定。在施工管理負(fù)責(zé)人的工作中，必須注意對(duì)工程設(shè)計(jì)中的問題進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的問題和錯(cuò)誤的建筑設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，糾正建筑設(shè)計(jì)技術(shù)人員的設(shè)計(jì)缺陷。本項(xiàng)目采用的集成設(shè)計(jì)模型可以實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑設(shè)計(jì)缺陷的實(shí)時(shí)監(jiān)控，確保建筑設(shè)計(jì)的整體實(shí)施效果達(dá)到最佳。在建設(shè)項(xiàng)目中，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一個(gè)完整、全面、動(dòng)態(tài)、持續(xù)的發(fā)展過程。在施工過程中，建筑師應(yīng)注重施工中的隱蔽區(qū)域設(shè)計(jì)，并嚴(yán)格控制施工過程中的質(zhì)量。表2列出了民用建筑設(shè)計(jì)中的一些不足之處，并給出了一些最佳的改進(jìn)方法。

表2 土木工程建筑設(shè)計(jì)的缺陷與完善思路

4.4 積極采納與運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)信息化工具

利用工程設(shè)計(jì)輔助工具和互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)，可以幫助建筑師直觀地判斷和確定現(xiàn)有工程設(shè)計(jì)中存在的問題，從而降低建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)的難度，保證建筑規(guī)劃圖紙的準(zhǔn)確性，節(jié)省土木工程初步設(shè)計(jì)的成本。因此，設(shè)計(jì)師在建模過程中應(yīng)積極運(yùn)用面向信息的模型技術(shù)和方法，更好地完成土木工程的整體設(shè)計(jì)。

例如，BIM技術(shù)是通過一個(gè)完整的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包含了大量的建筑空間設(shè)計(jì)信息。如果工程師人工對(duì)每個(gè)建筑空間分區(qū)逐一進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整，將造成前期土建設(shè)計(jì)成本的巨大消耗和浪費(fèi)，影響建筑空間分區(qū)的合理性和科學(xué)性。相反，隨著BIM輔助設(shè)計(jì)工具的應(yīng)用，工程設(shè)計(jì)師可以通過視覺手段直接識(shí)別每個(gè)建筑空間中的設(shè)計(jì)元素，從而有效避免建筑設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)方案和圖紙時(shí)的誤解。

5 結(jié)語

在土木工程中，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的和優(yōu)化是一個(gè)非常重要的問題，它直接影響整個(gè)工程的安全和質(zhì)量。案例中基于MIDAS/Gen的有限元分析方法不僅可以有效地提高結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率，還可以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的自動(dòng)化，確保優(yōu)化結(jié)果的可靠性和合理性，從而更好地滿足工程的需要。通過考慮荷載和穩(wěn)定性等因素，可以對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并全面提高其性能，從而促進(jìn)我國土木工程的可持續(xù)發(fā)展。