土木工程建筑结构设计优化探析

李 青

厦门工学院

1 引言

作为国民经济中占据中坚地位的建筑企业，在社会经济发展愈加快速的前提下，获得前所未有的快速发展。但是相对应的，新闻报道中多次出现某建筑因质量问题造成人员伤亡的事故问题，引起建筑行业领域的高度重视，相关企业针对易发生安全问题的建筑结构方面积极做出相应的改进和完善措施，制定相应预处理方案。但是调查研究显示，很多企业仍然存在侥幸心理，认为自身所负责区域并不是自然灾害高发区，便很大程度上忽视了对建筑结构的科学设计，而且也没有投入相对应的人力财力物力资源，以至于潜藏着巨大的安全风险，不利于建筑工程的健康发展。而作为建筑工程中非常关键的组成部分土木工程，探讨提升和优化其建筑结构设计同样具有非常重要的现实意义。

2 土木工程建筑结构设计存在的问题和不足

2.1 环境破坏和污染严重

近些年啦，各种环境问题的出现，促使国家和社会人们开始逐渐认识到保护环境的重要性。而作为能耗消耗非常多的建筑企业，其在施工建设过程中产生的各种建材废料、废水等问题，如果不得到及时有效的处理，将会对周边环境造成不同程度的污染和破坏，进而影响企业形象和口碑，不利于在激烈的竞争中占据有利地位。而土木工程在结构建设和项目施工时，因其施工工艺复杂以及结构施工难度大的特性，在具体建设时往往需要使用并消耗大量的能源和资源，如果在此过程中忽视了对周边环境的保护，将对环境造成非常严重的破坏。

2.2 结构设计安全问题

建筑结构方案的优劣性问题将直接影响建筑工程的质量。当前很多企业在进行土木工程建筑结构方案设计时，仍然存在一部分企业为了最大限度地扩大经济效益和加快施工期限，进而随意更改结构设计方案，或者工作人员根据自身实践经验施工操作，不遵循方案的规定，随意增添钢量或者扩大截面等问题，导致建设成本增加的同时，也很大程度上影响力建筑结构的安全稳固性。

2.3 结构稳定性问题

目前，大多数土木工程建设时多为高层建筑，在具体建设过程中，受各种主客观因素的影响，建筑工程的结构安全稳固性将受到很大影响，针对这一问题，建筑设计人员应该重点考量各种影响因素，并针对性地提出相应的解决措施，并根据建筑工程实际情况，设计出最为科学合理的抗震结构，以进一步提升建筑结构的稳定安全性[1]。

2.4 楼层平面刚度问题

在进行土木工程建筑结构的设计过程中，如果缺乏必要的结构概念或者存在布置不合理的情况，针对这些问题，可以采取楼板变形的方式来科学的计算楼层平面高度。这种方法是基于力学模型而研究出来的。但是在具体的计算过程中，往往会存在计算结果与标准值误差较大和不准确的情况。而造成这种问题的原因在于楼板安装位置的结构不合理或者受到较大影响出现变形等情况有关。而解决这一问题的方法在于借助楼层设计的刚性露面进行计算，可以有效地避免计算误差。

3 土木工程建筑结构设计优化原则

第一，高效性。在进行土木工程建筑结构设计时，必须在设计方案中全面标注相关设计图表，并明确设计方案的所涉及的各种参考资料和数据信息，并对所考察和分析的各种影响因素制定合理完善的预防和解决措施，最大限度地规避安全风险。除此之外，必须重点设计工程重点结构基础，尤其是承重结构和部分承重墙等，对该结构的施工重难点进行突破性优化设计，并对可能发生的事故灾害设置必要的预警和防治措施，从而设计出最全面具体、科学有效的方案。

第二，安全性。建筑工程最重要的功能特性在于为人们提供最为坚固、安全的生活、娱乐以及工作的空间。因此，土木建筑工程在实际应用时应该具备良好的应对极端恶劣天气甚至自然灾害的功能，而要实现这一目标，则需要设计人员在工程结构设计上给予重点研究和讨论。而且在现代社会城市居住人口密度系数越来越大的形势下，保证建筑工程的安全稳固性具有非常重要的现实意义。

第三，合理性。在土建工程结构方案的设计过程中，还应该充分保证方案的科学合理性。这就需要相关工作人员实际设计之前，需要提前考察工程施工区域地理环境、施工条件、当地气候水文条件等各方面因素，并在此基础上结合客户以及企业的要求，设计出最科学合理的方案，以保证工程建设的高效高质。

第四，完整性。土木工程建筑结构的优化设计方案应该确保所有施工环节和影响因素等全部顾虑到，这就要求相关设计人员在具体设计过程中，全面综合分析土木工程的所有环节，充分查找设计方案的不足和遗漏之处，并积极与工程其他部门的人员加强沟通合作，集合多方面的意见和建议，实现针对性的方案优化和补充。除此之外，方案的最终确认还应该符合国家相关标准，能够充分满足各方面的建设和使用需求[2]。

4 土木工程建筑结构设计优化策略

4.1 优化建筑图纸设计

众所周知，工程图纸是确保建筑工程正确合理施工非常关键的基础保障。但是一些建筑企业在具体施工过程中，往往忽视了工程设计图纸的重要意义，在施工图纸设计阶段，存在懈怠心理，导致施工图纸设计存在较多缺陷和漏洞，而且具体施工过程也不能完全按照图纸要求进行，导致设计图纸的应用价值得到很大的限制。针对这一情况，相关设计人员必须采取针对性的有效措施来完善和改进工程图纸设计内容。在具体设计时，有必要定义相关施工参数和指标，并直观地展现图纸的内容。同时，也应该在附图中应标出相关参数及其含义，并明确定义参数边界，以确保施工人员对附图不会产生歧义，以利于有效实施设计方案。建筑方案的设计完成后，需要专业人员在使用前检查图纸内容并确认正确性。建筑图纸如有问题，应结合实际工程立即进行修改，直至图纸内容被准确标注，以进一步体现图纸设计的严谨性和合理性。

4.2 优化安全设计，降低自然灾害影响

在当前土木工程建筑施工过程中，建筑物主体与基础结构之间大多设置隔离层，在顶部设置倒摆，通过这种方式来避免自然灾害后建筑物碰撞，解决建筑物振动大的问题，确保建筑结构的稳定性。这种建设设置在建筑行业领域已经得到大范围的应用，而且这种方式的应用价值已经得到证实。除此之外，还需要做好建筑结构的抗震设计，如借助偏压柱、综合受弯梁等的承载能力来有效提高抗震性能的方法，并做好钢筋和板的设计，确保板的长边和短边设计合理。或者，沿墙高钢筋建议小柱，按结构要求设置立柱等措施都能够很好地提升建筑结构的抗震性能[3]。

4.3 优化建筑结构设计

建筑结构设计是土木工程建筑设计中的重要环节。因此，设计人员不仅应确保图纸的准确性，还应优化结构设计。在具体设计中，设计人员需要阐明以下几点：首先，结构设计优化的目的是提高建设项目的施工质量；其次，结构设计的优化应尽可能降低工程成本。在这种情况下，设计人员不仅要考虑项目的实际需求，还要考虑投资者的投资成本、经济实力，不断优化项目结构，直到满足投资者、建设单位的需求。在具体设计阶段，设计人员应该提前对施工现场进行调查，使用相关材料作为参考，并根据自己的专业能力和实践经验计算相关构建的承载力，最终设计出优化后最合适的组件构造。

4.4 优化建筑刚度设计

当建筑结构内外部防护作业完成后，还应该采取有效的措施来进一步提升建筑结构的刚度。这就需要工作人员在进行建材的选择时，应该充分考量工程建设的实际需求和应用功能，并在满足国家材质标准的基础上，选择质量和性价最优的建材，充分保证建材的刚度和安全需求能够最大限度地满足工程需求。与此同时，还需要确保设计人员以及施工人员具备完备充分的专业技能和综合实力，这就要求施工企业加强对内部人员的教育培训，并设置相应的奖惩制度，以此来提升工作人员的工作热情和凝聚力。除此之外，还应该加大设计过程的监管力度，以便能够在出现突发状况时，能够及时进行必要的修改和完善，进而提升结构设计方案的可行性。

5 结语

综上所述，为了实现土木工程建筑结构方案的优化，进一步提升建筑工程结构的安全稳固性，在具体设计过程中，在充分遵循土木工程建筑结构设计优化原则的基础上，充分认识到现阶段土木工程施工过程中存在的问题，并进行深入分析和研究，针对这些问题采取针对性的科学有效的解决措施，以最大限度的满足建筑结构的设计要求和优化要求，减少企业投资建设成本，有利于推动企业的进一步发展。