基于土木工程建筑結構設計的優化分析

吳旭洋 黃山市開發投資集團有限公司

一、土木工程建筑結構設計中存在的問題

（一）圖紙設計中的問題

結構施工圖是民用建筑結構設計的關鍵內容，也是建筑承重墻等主體結構的設置依據，同時也明確規定了所使用的材料的類型和規格。

但在實際的圖紙設計中也存在著較多的問題，主要可以分為工程計算問題和基礎平面圖的繪制問題。首先，基礎平面圖在繪制的過程中并沒有包含所有的內容，一些細節性的東西比如構造后澆帶和定位軸線并沒有很精準的在平面圖中標示出來，但這些細節與施工技術的運用以及建筑質量有著密切的關系，也是施工人員進行精準施工的必要標準。其次，方案中不完整的符號和元素也是問題所在，部分結構設計過程當中對一些材料沒有進行詳細的編號，尤其是建筑中所使用到的不同的樁柱有多種規格，如果不對他們進行相應的編號，很可能引起施工建造中的混亂。最后是工程計算的過程中存在問題，在結構設計的過程當中需要有精確的參數設計，對于受力、尺寸等參數需要進行精密的計算，但是部分設計人員在具體的計算過程當中并沒有進行二次驗算，以至于計算結果中存在著較多的誤差。

（二）建筑結構設計中問題

在整個圖紙設計過程中，一些施工企業的設計師由于沒有足夠的現場施工經驗，只依靠書本知識進行設計，對現場施工中的一些復雜細節不了解。導致很多結構設計的部分在實際建設的過程中不能實現。土建工程結構的整體設計要求比較高，設計圖紙的不合理會在現場施工中一點點體現出來，造成施工不順利。在工程設計過程中，有必要對工程結構各個環節的實際情況進行合理的估計，但是由于設計者對整體結構的控制不力，造成了很多偏差，導致了很多施工問題。

二、進行土木工程建筑結構設計優化中應遵循的原則

首先，要保證結構設計的合理性。在民用建筑設計過程中，應從建筑整體性的角度明確建筑結構的基本性能。對于一個項目，在設計過程中要依照不同建筑的具體信息和不同的功能來確定其剛性強度和柔性強度。在建筑設計的過程中過于強調某一建筑的剛性強度則會導致建筑的變形能力下降，從而導致其荷載重量增加，對建筑造成局部破壞。但如果靈活性太強，會因結構變化而無法承受原有荷載，甚至造成整棟建筑倒塌。故而在整個設計的過程中，設計者需要從整體設計出發，先確保整個建筑結構設計的合理完善，然后找到整個建筑的關鍵部分，進而實現剛柔并濟的效果。

其次，注重設計的高效性。在進行全面的建筑設計時，設計方案中必須充分標注各種設計細節，尤其是各種參數數據以及涉及到的參考資料必須準確且明晰。同時注重對各種影響因素進行調查分析并形成詳細的調查報告，在調查報告的基礎上再次進行針對可能出現的問題的預案設計以及其他的防護措施，努力將施工建造中的風險降到最低。另外，對于建筑中所涉及到的諸如部分承重結構等重點部位著重優化，參考以往經驗和案例對具體建筑中不同的難點進行針對性的優化設計，根據建筑周圍環境情況對可能出現的外界影響因素進行預測并做出合理的規避措施，進而促進設計方案向著既具有整體性又重點突出、既全面又精細以及科學合理可實施性強的方向發展。

最后，要注意設計的安全性。在民用建筑結構體系的設計過程中，保證建筑從設計到施工再到最后的投入使用都能安全進行時首要前提。在結構設計過程中，設計師要注意加強建筑的性能，設置不同的安全線。從理論上講不能盲目的進行結構選擇，不僅需要考慮建筑環境以及自然災害的影響，還要考慮建筑自身的各種特點，比如框架結構的承載力一般大于砌體結構的承載力等原理。在設計過程中，還可以通過增加防線數量的方式進一步加強設計結構的安全性，因為絕對的安全和穩定在整個建筑設計中是不復存在的，只有不斷建立并完善各種安全防護措施，才能降低危險的可能性。

三、建筑結構設計優化的具體對策

（一）注重制度的建設與監督

在結構設計期間必須嚴格遵守相應的規范，在生產和施工過程中要執行嚴格的標準。工程建筑是一個整體性的工作，每一個階段都可能出現失誤，進而造成巨大的損失，因此，有必要提高結構設計標準，嚴格要求項目涉及的各個部門和單位，制定相關制度，約束施工人員的工作行為，規范和提高施工質量。圖紙設計中任何瑕疵都會影響整個項目的進度，因此需要有嚴格的圖紙設計要求，從整體的框架結構到具體的細節部分都要處理好。此外，要加強工程全過程的安全監督和監管。一方面，各部門需要嚴格遵守規范中的規定，相互協調、相互制約，按照安全施工方法進行施工。另一方面，施工單位除了遵守建筑規范外，還需要派人監督，制定安全制度約束施工人員，制定完善的獎懲機制，在促進工程進度的同時，也保證了工程的整體質量和安全。

（二）注重信息模型技術的應用

與過去常用的基于計算機輔助設計的軟件技術相比，信息模型技術在處理各種信息方面更具優勢。眾多建筑設計人員在具體的設計中可以將信息模型技術應用到不同工程建設信息數據的收集處理和分析中，使得數據庫全面而準確，進而可以隨時查詢工程信息，滿足工程建設的要求，從而改善信息的相互關系。數據庫構建在收集海量建筑工程信息的基礎上可以進行過往案例的分析以及之后技術突破類的走向預測，進而實現設計總量的優化和保持設計的先進程度，以防止未來構建中的變化。相關設計人員可以隨時查詢不同的數據，提高設計效率。除此之外，建筑信息模型技術還可以直接展示建筑的整體外觀以及所選用的材料等，整合不同的信息數據，控制建筑工程的舒適度、采光條件和節能效果，提高設計合理性。比如在鋼結構設計中，不同構件之間的有效對接可以在加工造型結構中實現。