優化技術在土建結構工程設計中的應用分析

馮蕾蕾盧崢

1.漢嘉設計集團股份有限公司山東分公司

2.山東省建筑設計研究院第三分院

優化技術在土建結構工程設計中的應用分析

馮蕾蕾1盧崢2

1.漢嘉設計集團股份有限公司山東分公司

2.山東省建筑設計研究院第三分院

工程設計人員在項目設計階段必須將各種影響因素充分考慮在內，并制定相應的對策，盡可能實現整個土建工程項目設計階段以控制與管理新技術為理念。只有這樣，土建工程項目設計階段的土建結構優化控制與管理才能得以強化，從而為土建工程項目設計階段管理乃至整個項目管理打下扎實基礎。

優化設計；土建結構；工程設計

1 引言

在土建工程項目管理過程中，其中一項重要的組成部分就是工程土建結構設計優化的控制與管理。隨著時代的發展，優化技術在土建結構工程中的應用已經越來越廣泛。本文結合設計經驗，首先對土建結構的抗震設計和配筋設計中的優化技術進行了分析和研究，然后從基礎連系梁和框架結構柱等方面，對土建結構設計中的常見問題及其優化技術進行了歸納和總結。

2 優化技術在房屋結構設計中的應用原則

2.1 從設計理念上加深對土建結構使用壽命的理解

我國在土建結構工程的設計理念上，逐漸改變了原本的簡單的設計符合載荷強度的設計原則，保證不但符合載荷強度需求，而且要符合使用壽命需求的設計思路，因而國際上要求的土建結構建設的使用壽命相一致。深刻理解土建結構的使用壽命，并對結構的重要性的確定手段展開研究。然而，在確定使命壽命上較為簡單，而可靠性不夠，必須由大量模擬實驗進行驗證。使用壽命得以確定后，必須全面考慮土建結構建設的規劃、設計、施工、運行（包括養護、維修、管理），保證修建的土建結構能實現預期壽命。

2.2 進一步關注土建結構的耐久性問題

在建造和使用土建結構中，必然會受到環境、有害化學物質的影響，同時還會遭受巨大的交通荷載、地震荷載、風荷載、疲勞荷載甚至是超載，還看產生人禍等安全意外，并且土建結構使用的材料不會自動退化自身性能，結構中各個部門或多或少會被損壞。從大部分的病害實例可知，不僅包括施工和材料兩個因素，而且構造上也就是設計上的不足對結構耐久性也有影響，并具有決定性作用。

2.3 不能忽視環境對于土建結構及構件的影響

在設計土建結構工程結構耐久性時，特別要對環境因素對鋼筋和混凝土產生的腐蝕反應給予高度重視。針對海邊的土建結構來說，必須要對環境的氯離子侵蝕狀況進行充分了解，該類型的環境因素會嚴重腐蝕土建結構耐久性，這一影響產生極大影響。

2.4 更深入地研究土建結構在疲勞荷載作用下的反應及對策

因為在土建結構中承擔著動荷載作用，包括活荷載作用和風荷載作用，該類的作用力會對土建結構內部形成循環往復并產生變化的應力，不僅會對結構產生影響，使其震動，甚至會給結構帶來疲勞損傷，這一問題逐漸積累，對內部結構產生較大的傷害。因為土建結構工程使用的材料一般難以實現真正的均勻和連續，同時會導致出現較小的問題和不足，在上述循環往復并不斷變化的應力的作用和影響下，這些細小的問題都會逐漸擴大，進而形成一定損傷，這些必須受到重視，否則會逐漸惡化，對整個結構產生不利，影響其安全性。而在研究疲勞荷載作用上，不單單是研究土建結構工程的整體結構，通過實踐可知，一些土建結構關鍵部位上的構件由于未能有效抵抗疲勞荷載作用，進而導致局部失效，最終則造成了土建結構工程整體結構失效。

3 土建結構設計中的常見問題及優化技術

3.1 基礎連系梁設計的常見問題及優化技術

對于樁基礎而言，需要在單樁承臺彼此呈90°角的方向安裝系梁；且設計安裝過程中需要首先考慮短向問題。對于單一擴展型基礎而言，實際施工階段，需要提供對單一基礎及其連系梁間的縫隙進行處理，選擇混凝土填充，確保和基礎頂面完成對齊，接著便可以開始基礎連系梁澆筑工程。經過上述處理，能夠讓連系梁計算跨度合理減小，更加符合設計要求。如果是通過基礎連系梁完善柱底彎矩，那么需要按照框架梁狀態，對其配筋與截面尺寸實施合理的設計。在這種情況下，需要對所有梁正彎矩鋼筋進行拉通處理，且位置選擇1/2跨處，對于基礎連系梁而言，框架柱部分的縱筋需要采用箍筋的方式進行加密、錨固，確保和上層框架梁之間完美一致。

3.2 框架結構柱設計的常見問題及優化技術

在考慮抗震性能問題時，需要按照抗震設計要求開展加密工程。除此之外，需要將低于柱高區范圍這一要求作為前提條件，采用加密方法，使樓梯和角柱間梯柱、框架柱得到有效保護。一般來講，框架結構柱截面部分應當滿足以下標準：如果土建結構需要達到1、2、3級抗震標準，那么截面邊長需要超過400mm；如果土建結構需要達到4級抗震標準，那么邊長需要超過300mm；如果并未考慮抗震問題，那么邊長需要超過250mm。實際施工過程應當嚴格遵循以上標準進行處理，防止結構出現問題，引發嚴重的安全隱患。

4 結束語

綜上所述，對于土建工程項目管理來說，各種內外部因素均容易影響工程項目中工程土建結構設計優化的管理應用工作，因此，工程設計人員在項目設計階段必須將各種影響因素充分考慮在內，并制定相應的對策，盡可能實現整個土建工程項目設計階段以控制與管理新技術為理念。工程設計人員在項目設計階段必須將各種影響因素充分考慮在內，并制定相應的對策，盡可能實現整個土建工程項目設計階段以控制與管理新技術為理念。只有這樣，土建工程項目設計階段的土建結構優化控制與管理才能得以強化，從而為土建工程項目設計階段管理乃至整個項目管理打下扎實基礎。

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