基于土木工程建筑結構設計的優化分析

王春蕾 丁金紅

山東省方圓經緯設計集團有限公司 山東濰坊 261000

隨著土木工程項目建設數量不斷提升，當前相關部門及廣大群眾對土木工程施工安全性關注度較高。土木工程是我國基建工程中的一個重要組成部分，其建筑結構設計的質量不僅關乎使用者的人身安全，有些甚至關系到社會秩序的正常運行。在進行建筑結構的設計過程中，應該充分考慮結構抗震性能、耐久性、設計細節等多方面的問題，通過將設計標準與現場實際相結合，不斷優化結構設計，促進土木工程行業的良性發展。

1 對土建結構工程設計進行優化的意義

在工程設計中有效應用相關的優化措施可以保證整個建筑的質量，并減少企業對建筑的投資，最大化經濟效益。近一些年來采用的優化措施與過去的方法相比，在思想上發生了更大的變化，而且在降低設計成本方面更有效。優化措施的合理應用能更好地選擇建筑材料，協調不同建筑目標之間的內部關系，保證建筑質量和安全，保障人們的生命財產安全。近年來在社會經濟的快速發展下，建筑的增長和數量也正在穩步上升，對建筑的標準也越來越高。因此，在固定面積建筑項目中合理使用優化措施，不僅能提供更科學的項目來建造土木，確保建筑特性滿足人們的需求，還能提高建筑企業的經濟效益，降低建設成本[1]。

2 土木工程建筑結構設計中的問題

2.1 不良的結構抗震性能

土木工程建筑的三大基本要求是安全性、適用性、耐久性，可見結構的安全性是建筑的首要問題，一般安全性反應在結構設計中分為三個方面，一是建筑在正常使用中能承受自重和附加恒活荷載附加風荷載，二是建筑在地震發生時不僅能承受自重和附加恒活荷載附加風荷載（60m以上建筑考慮風荷載組合）還要承擔地震作用在建筑中產生的慣性力，三是在具有人防功能的建筑中能承受附加人防荷載的安全。

2.2 缺乏良好的工程耐久性

建筑的耐久性在相關標準要求中已經明確規定，良好的耐久性是建筑安全性的保證，是建筑在合理的使用年限內完成既定目標的前提。但是我國的土木工程建筑施工周期往往較長且工程量大，在工程建設過程中更容易受到外界眾多因素的影響，從而導致建筑結構的耐久性降低，影響其使用壽命，甚至發生安全事故。另一方面，建筑結構耐久性不高也會導致建筑的維護成本增加，為了確保建筑正常使用，后期需要耗費大量的人力物力進行維護和保養，降低企業的總體經濟效益。導致這一問題的根本原因一方面是我們設計人員的水平參差不齊，一方面是施工方沒有引起足夠的重視，且監理單位現場把控不嚴[2]。

2.3 設計細節方面不夠重視

設計細節處理是土木工程的建筑結構設計中的一個重要環節，一些關鍵細節如果處理不好，不僅會增加工程的建設時間，增多建設成本，甚至影響建筑的安全性。建筑結構設計中一些細節往往隱藏較深且貫穿工程建設過程中的各方面。例如在地下車庫的設計中結構梁高、風管、電纜橋架、噴淋共同影響最終凈高但有些設計人員認為是簡單的層高相應遞減上述因素的關系，造成土方開挖量大，降水費用高，混凝土、回填土用量增大，防水費用提高等等。

3 土木工程建筑結構設計存在問題的解決策略

3.1 增強設計人員的抗震概念設計

設計師不僅要保證每個結構構件的承載能力，更要從建筑結構的整體出發把握結構的規則性設計理念，相關規范中的平面規則性指標，立面規則性指標已為設計提供基本依據，盡量將結構體型控制在規則和一般不規則范圍內，特別不規則的建筑需要做抗震超限審查，設計、施工周期長不利于業主資金的周轉且施工難度大，嚴重不規則的建筑嚴禁采用。重視結構設計中的七個重要比值：軸壓比、周期比、剪重比、剛重比、層剛度比、層間受剪承載力比、位移比（層間位移比）。并在構件層次設計中重視強柱弱梁、強剪弱彎、強節點弱構件、強柱根等，牢固樹立抗震二道防線的意識。明確國標圖集或手冊的試用范圍，并在施工全過程中配合現場做好圖紙會審、設計交底、會議紀要、設計變更等工作[3]。

3.2 增加結構的耐久性

耐久性分為自耐久和防護耐久。自耐久反映在組成混凝土的各個材料中，首先根據外部環境確定混凝土的抗滲、抗凍、防腐蝕等參數，然后選擇合理的水泥品種、水灰比、砂石量和外加劑，并根據外部環境確定鋼筋的保護層，這些構成構件的自耐久。防護耐久是在構件表面選擇合適的附加保護層使構件與外部環境隔離從而增加自身耐久性。一般為保證構件的耐久性設計中二者兼用[4]。

3.3 優化工程建筑結構設計工作

在設計工作中，設計人員要明確設計原則，對項目進行全方位分析，整合施工中存在的較多安全問題與設計偏差，然后制定明確的應對措施進行控制。在圖紙設計過程中，設計技術人員要對建筑工程項目適用性進行分析，提升設計價值。在設計中要保障結構整體協調性能有效提升，對施工中可利用的設計資源進行整合，提升結構整體協調性。設計人員做好各項設計工作時，要對設計圖紙進行優化，控制圖紙設計中的細節問題，提高圖紙設計應用價值[5]。

4 結語

綜上所述，土木工程結構設計人員需要明確總體設計概念，理清設計思路，了解其它專業知識，不斷加強自身設計能力建設的同時，不斷在實踐中豐富工程經驗，做到把握抗震性能，確保設計質量、鉆研設計細節。