土建結構工程設計中優(yōu)化的應用分析

孫 輝

（武漢市政工程設計研究院有限責任公司， 湖北 武漢 430023）

在土建結構工程設計中，土建工程設計人員應盡可能的對土建工程項目設計進行技術優(yōu)化，排除各種影響因素，制定相應的技術策略，保證建筑工程項目實施階段的土建工程優(yōu)化技術的順利進行。進而使得土建結構工程設計技術得以強化，進一步為土建結構工程項目設計和后續(xù)項目的管理和實施打下堅實的基礎。

1 土建結構工程設計的主要優(yōu)化方法

1.1 數(shù)學規(guī)劃法

結構物對力學設計有著較為嚴格的要求，如果結構的力學設計不合理、不科學，那么建筑自身的承重能力與承重質量就無法滿足人們的基本要求，對建筑質量有著重要的不利影響。數(shù)學規(guī)劃法是以對建筑結構力學研究為切入點加強對土建結構設計進行有效優(yōu)化和規(guī)劃的一種新穎手段。合理的使用數(shù)學規(guī)劃法可以使設計中的工程變量達到最優(yōu)數(shù)字，進而使設計變得更加合理化、科學化。

1.2 優(yōu)化準則法

優(yōu)化準則法是一種以土建工程本身結構為切入點，對滿足優(yōu)化設計要求時需要的準則進行有效研究的手段。為了能更好的尋求這些準則準確的解，人們通常會采用迭代法來實現(xiàn)這個目標，所以在運用優(yōu)化準則法時必須要有足夠的實踐經(jīng)驗和理論做依據(jù)，通過分析和研究得到最終的解，進而完成優(yōu)化設計。優(yōu)化準則法的工作原理比較簡單、易懂，所以更方便人們使用，但是它也存在著一定的缺點，只有在土建結構布局已經(jīng)形成之后才能有效使用優(yōu)化準則法，這就限制了它的使用范圍，進而降低了它的使用能力。

2 優(yōu)化技術在土建結構工程設計中的應用分析

2.1 解決日常實際土建結構工程設計遇到的常見問題

在日常土建結構工程設計中，會遇到很多常見問題，對土建結構工程中常見問題的解決，通過運用優(yōu)化技術可以有效增加土建工程結構的安全性[1]。施工中常用問題的優(yōu)化措施有合理設計懸挑梁，保證懸挑梁符合標準，將其設置為截面，有效降低懸挑梁截面的受力，進而達到防止懸挑梁變形的目的；土建結構工程設計方案要盡量加大抗震縫的寬度，防止地震時出現(xiàn)抗震縫兩側出現(xiàn)碰撞的問題；土建結構工程設計方案要保障承重柱合理的截面高度，嚴格優(yōu)化控制梁和柱的線剛度比，增強承重柱的抗震能力，進而提升建筑物的安全性和延長建筑的使用壽命；土建工程結構設計方案要科學合理的設計基礎連續(xù)梁，實際施工過程中，對于單一擴展型樁基而言，需要對連續(xù)梁的間隙進行處理，利用混凝土填充，保證基礎頂面的整齊，利于基礎連續(xù)梁澆筑工程的進行，有利于減小連續(xù)梁計算跨度，優(yōu)化設計要求。避免出現(xiàn)單梁的情況，影響墻體承重能力；土建結構工程設計方案中要考慮建筑抗震因素的性能，按照抗震設計的要求，將樓梯、角柱等得到有效的加強防護，以低于柱高區(qū)范圍這一重點要求作為前提條件，進行加密防護的工程設計。

2.2 優(yōu)化技術進一步促進實用性與藝術性的相互結合

在具體實際土建結構工程設計過程中，優(yōu)化技術的運用可以進一步促進土建結構工程設計的實用性和藝術性，增強土建結構工程設計的優(yōu)化效果[2]。土建結構工程設計人員應在保障建筑安全性和經(jīng)濟性的基礎上，進一步優(yōu)化土建結構工程方案，提高建筑實用性和藝術性。建筑物大部分融合了建筑師的靈感創(chuàng)作設計，建筑師在進行設計的時候，將自己的設計意圖充分的發(fā)揮出來，建筑物所呈現(xiàn)的藝術品形態(tài)是建筑師藝術性和實用性有機結合的結果，土建結構工程設計師在進行設計時，首先考慮的是房屋建筑的安全性，進而對房屋建筑的結構進行優(yōu)化改善，不斷改進，將建筑師的對建筑結構的藝術美學使用性相互結合的結果表現(xiàn)的淋漓盡致。在土建結構工程設計過程中，設計師既要達到自己的設計意圖，又要滿足土建結構平面布局應具有的對稱性和規(guī)則性原則，這樣可以有效的避免建筑物荷載作用下發(fā)生扭轉問題，達到實用性和藝術性的相互結合。

2.3 概念性設計的運用，提升土建結構工程實用性能

概念設計的目的在于建筑在任何外來因素的影響下，建筑都可以穩(wěn)固和受到很小的影響，保證其安全性和實用性。概念設計是抵擋土建結構工程遇到各種破壞因素的一種預防措施[3]。重視概念設計可以增強土建結構工程的實用性能。良好的概念設計可以有效的避免未來破壞因素帶來的嚴重后果。比如地震災害，從地震對土建結構工程設計的影響來看，一般地震之前我們很難及時發(fā)現(xiàn)，地震是人力所無法控制的自然災害，地震破壞性嚴重，難以進行預防和解決。在對地震研究的課題中，要提前做好土建結構工程設計的防震性能準備，盡量提升土建結構工程的抗震性能。在確保建筑材料質量的前提下，還要保證建筑材料剛度均勻對稱，實行延性設計進行減緩，最大限度的避免土建結構工程受到地震破壞作用后引起土建結構工程脆性破壞。與此同時，土建結構工程設計還可以進行技術優(yōu)化，實行多道防御系統(tǒng)，有效的分解土建結構工程在遭受地震時的破壞力量，減少土建結構工程的損害程度。

3 結語

綜上所述，優(yōu)化技術在土建結構工程設計中的應用，可以解決日常實際土建結構工程設計遇到的常見問題、進一步促進實用性與藝術性的相互結合，并有效運用概念設計，提升土建結構工程實用性能，從而促進我國建筑行業(yè)的發(fā)展。