優化技術在土建結構工程設計中的應用分析

劉國江 魏海濤

摘要：土建結構設計優化方法是順應建筑行業發展的產物，也是市場經濟條件下對資源配置提出的新要求，其為土建結構優化設計提供了重要的參考。通過將結構設計優化方法應用于土建工程結構的優化，可以保證整體建筑結構的科學合理，保證建筑功能的完整有效，進而確保建筑的質量。

關鍵詞：土建工程；結構設計；優化技術

將優化技術應用到土建結構工程設計的過程中，能夠滿足人們對房屋建筑的質量要求，提高房屋建筑的經濟效益和社會效益。因此，在今后的房屋建筑中有必要進一步深化建筑結構設計優化，只有這樣，才能更好的滿足人們對房屋建筑提出的要求，進而促進房屋建筑工程的持久發展。

一、土建結構工程設計優化技術概述

在對土建結構工程設計進行優化處理的時候，主要就是對其整體的優化和分部結構的優化處理。其中整體優化主要是指對土建結構工程的屋蓋系統、細部構造以及圍護結構等各方面的設計方案進行不斷地優化。在此過程中尤其應該對其相關結構的布置、選型、造價以及受力情況引起足夠的重視。同時還應該和房屋的建筑美感還有經濟適用性進行充分的結合。

二、優化設計內容

建筑設計，是指結合房屋建筑的具體要求，秉著現代化設計理念和方法，對建筑工程的結構形式、構件尺寸、室內布局等進行清晰的定位。一般情況下，房屋建筑工程都是以鋼筋混凝土的住宅結構為主，對這種土建結構工程進行優化設計，要從兩方面來考慮，即整體建筑布局和各種構件設計，因為影響整體建筑布局的因素有很多，如建筑物的外觀結構、柱網尺寸、樓層高度以及抗側力構件位置等，具體構件因素也是十分多元，常見的有：結構布置、構件截面、混凝土及鋼筋材料等級強度等。

三、我國房屋建筑工程結構設計現狀

（一）忽視成本預算

由于設計周期較短，設計任務較為繁雜，設計人員就會將精力集中在設計圖紙和方案的編制上，相對對于工程施工成本的預算卻是極為忽視。設計人員即使會考慮工程成本問題，但由于所采用的設計方案與成本控制要求嚴重不符，所以使得最終的控制效果也是差強人意。

（二）忽視建筑舒適度

設計人員只考慮房屋建筑的美觀性，對于建筑舒適度的設計卻是極少重視，不僅降低了房屋建筑的應用性能，而且對整體結構的穩定性和安全性也會造成一定的影響。施工人員由于工作素質偏低，其在實施操作階段，很難按照相應的規范要求進行施工。既降低了施工質量，使土建結構工程的抗震性和施工強度減少.又影響了建筑結構部件的負荷承載能力，使其整體工程結構的設計標準，很難與規范要求相一致。

（三）忽視建筑安全系數

建筑結構部件安全系數的設計尤為重要，一般情況下，不同建筑構件，所設定的安全系數也是不盡相同。但是在實際設計中，設計人員會采用相同的安全系數對建筑構件進行設計，使得最終的設計效果十分不理想，整體土建結構工程的安全系數也是大大降低。

四、土建結構工程設計中優化技術的應用

（一）建筑結構設計優化

1.選擇參數變量。在實際的土建結構工程設計工作當中，設計人員為盡量保證設計思想的正確性，會通過多種手段去盡可能獲取更多的與工程相關的參數，并且將這部分參數視作為變量。比如，在建筑工程當中，常被當作變量的參數有房屋價格參數、預期出現的損失參數等等，在進行設計優化的過程中，設計人員則需要對所收集的參數進行分析，預判其變化可能對工程造成的影響，以及由于復雜程度帶給工程進度的影響?；诖朔N情況，在實際的建筑結構設計優化分析階段，倘若設計人員將變幅偏小的參數或者印象因素偏少的參數選為設計指標，則會大大降低設計、編程的工作難度，進而更為快速地找準目標點，開展設計工作。

2.確定函數。在具體的土建結構工程設計優化工作當中，設計人員一般會從眾多相似函數當中去確定目標函數。比如在進行鋼結構的施工過程中，設計人員針對房屋橫截面規格與鋼筋規格進行最優化的函數選擇，并且對所確定函數的性質進行深入細致地分析，進而從施工成本方面予以考慮整個鋼結構項目的具體設計。

3.條件衡量。一般來講，在實際的土建結構工程設計工作中，為保證優化后的房屋建筑具有更加的耐久性與穩定性，則需要在設計過程中針對房屋規格、結構剛性、構架穩定性等不同因素可能對房屋造成的影響進行具體的分析與充分考慮，同時結合不同的設計要求對整體的施工條件予以精準衡量。此外，還應針對施工當中的約束性條件進行全面分析，保證在設計環節中的所有指標都與房屋建筑的質量控制要求相符合，進而達到設計優化的目標。

（二）強化房屋建筑防震安全結構設計

在房屋建筑的具體使用中，會不可避免地遇到許多不可抗外力，尤其是毫無規律可循的地震，所以在進行土建結構工程設計工作時，一定要綜合考量地震荷載效果，保證房屋建筑的安全性與整體質量。通過對這一點進行重點分析研究，在設計中采取科學合理的措施去提升房屋建筑的抗震能力?，F如今，關于如何強化房屋建筑的防震安全結構設計，已經有很多成熟的技術方案，比如將房屋建筑設計成結構對稱，促使其荷載承受力處在平衡狀態，使得建筑物的延性增大，其結構的風險截面也會變少；或是選擇延性建筑結構，采取多道設防，利用非必須構件對重要構件予以保護，進而強化房屋建筑的抗震性能。

（三）概念設計優化技術的應用

在土建結構工程設計中應用優化技術，應該有機結合計算機與人工在設計方面的優勢，而并不是完全的依賴于計算機軟件去完成所有的設計，只有這樣才能夠在土建結構工程設計中充分發揮概念設計優化技術的最大實效。此外，在選擇施工建筑材料的過程中，為了能夠對各種材料的優勢與劣勢進行綜合考慮，仍舊需要采取人工選擇的方式進行最優化選擇。針對結構設計參數方面，相關人員要結合項目設計標準予以優化利用，同樣不可完全依賴于計算機軟件的分析，雖然計算機軟件能夠快速地對各類數據進行計算設計，但無法基于房屋建筑項目的實際需求設計出具體的結構設計方案，所以在應用過程中需保持合理性，與項目實情相聯系。

五、結束語

隨著經濟的發展，人們的生活水平不斷提高，對房屋質量的要求也越來越高。優化技術在建筑結構中的有效應用也逐漸備受關注，在房屋結構設計中必須重視優化技術應用。

參考文獻：

[1]馮蕾蕾，盧崢.優化技術在土建結構工程設計中的應用分析[J].綠色環保建材，2017（05）：58.

[2]邢一行.優化技術在土建結構工程設計中的有效應用[J].農村經濟與科技，2017，28（04）：64+66.