基于土木工程建筑结构设计的优化分析

吴旭洋 黄山市开发投资集团有限公司

一、土木工程建筑结构设计中存在的问题

（一）图纸设计中的问题

结构施工图是民用建筑结构设计的关键内容，也是建筑承重墙等主体结构的设置依据，同时也明确规定了所使用的材料的类型和规格。

但在实际的图纸设计中也存在着较多的问题，主要可以分为工程计算问题和基础平面图的绘制问题。首先，基础平面图在绘制的过程中并没有包含所有的内容，一些细节性的东西比如构造后浇带和定位轴线并没有很精准的在平面图中标示出来，但这些细节与施工技术的运用以及建筑质量有着密切的关系，也是施工人员进行精准施工的必要标准。其次，方案中不完整的符号和元素也是问题所在，部分结构设计过程当中对一些材料没有进行详细的编号，尤其是建筑中所使用到的不同的桩柱有多种规格，如果不对他们进行相应的编号，很可能引起施工建造中的混乱。最后是工程计算的过程中存在问题，在结构设计的过程当中需要有精确的参数设计，对于受力、尺寸等参数需要进行精密的计算，但是部分设计人员在具体的计算过程当中并没有进行二次验算，以至于计算结果中存在着较多的误差。

（二）建筑结构设计中问题

在整个图纸设计过程中，一些施工企业的设计师由于没有足够的现场施工经验，只依靠书本知识进行设计，对现场施工中的一些复杂细节不了解。导致很多结构设计的部分在实际建设的过程中不能实现。土建工程结构的整体设计要求比较高，设计图纸的不合理会在现场施工中一点点体现出来，造成施工不顺利。在工程设计过程中，有必要对工程结构各个环节的实际情况进行合理的估计，但是由于设计者对整体结构的控制不力，造成了很多偏差，导致了很多施工问题。

二、进行土木工程建筑结构设计优化中应遵循的原则

首先，要保证结构设计的合理性。在民用建筑设计过程中，应从建筑整体性的角度明确建筑结构的基本性能。对于一个项目，在设计过程中要依照不同建筑的具体信息和不同的功能来确定其刚性强度和柔性强度。在建筑设计的过程中过于强调某一建筑的刚性强度则会导致建筑的变形能力下降，从而导致其荷载重量增加，对建筑造成局部破坏。但如果灵活性太强，会因结构变化而无法承受原有荷载，甚至造成整栋建筑倒塌。故而在整个设计的过程中，设计者需要从整体设计出发，先确保整个建筑结构设计的合理完善，然后找到整个建筑的关键部分，进而实现刚柔并济的效果。

其次，注重设计的高效性。在进行全面的建筑设计时，设计方案中必须充分标注各种设计细节，尤其是各种参数数据以及涉及到的参考资料必须准确且明晰。同时注重对各种影响因素进行调查分析并形成详细的调查报告，在调查报告的基础上再次进行针对可能出现的问题的预案设计以及其他的防护措施，努力将施工建造中的风险降到最低。另外，对于建筑中所涉及到的诸如部分承重结构等重点部位着重优化，参考以往经验和案例对具体建筑中不同的难点进行针对性的优化设计，根据建筑周围环境情况对可能出现的外界影响因素进行预测并做出合理的规避措施，进而促进设计方案向着既具有整体性又重点突出、既全面又精细以及科学合理可实施性强的方向发展。

最后，要注意设计的安全性。在民用建筑结构体系的设计过程中，保证建筑从设计到施工再到最后的投入使用都能安全进行时首要前提。在结构设计过程中，设计师要注意加强建筑的性能，设置不同的安全线。从理论上讲不能盲目的进行结构选择，不仅需要考虑建筑环境以及自然灾害的影响，还要考虑建筑自身的各种特点，比如框架结构的承载力一般大于砌体结构的承载力等原理。在设计过程中，还可以通过增加防线数量的方式进一步加强设计结构的安全性，因为绝对的安全和稳定在整个建筑设计中是不复存在的，只有不断建立并完善各种安全防护措施，才能降低危险的可能性。

三、建筑结构设计优化的具体对策

（一）注重制度的建设与监督

在结构设计期间必须严格遵守相应的规范，在生产和施工过程中要执行严格的标准。工程建筑是一个整体性的工作，每一个阶段都可能出现失误，进而造成巨大的损失，因此，有必要提高结构设计标准，严格要求项目涉及的各个部门和单位，制定相关制度，约束施工人员的工作行为，规范和提高施工质量。图纸设计中任何瑕疵都会影响整个项目的进度，因此需要有严格的图纸设计要求，从整体的框架结构到具体的细节部分都要处理好。此外，要加强工程全过程的安全监督和监管。一方面，各部门需要严格遵守规范中的规定，相互协调、相互制约，按照安全施工方法进行施工。另一方面，施工单位除了遵守建筑规范外，还需要派人监督，制定安全制度约束施工人员，制定完善的奖惩机制，在促进工程进度的同时，也保证了工程的整体质量和安全。

（二）注重信息模型技术的应用

与过去常用的基于计算机辅助设计的软件技术相比，信息模型技术在处理各种信息方面更具优势。众多建筑设计人员在具体的设计中可以将信息模型技术应用到不同工程建设信息数据的收集处理和分析中，使得数据库全面而准确，进而可以随时查询工程信息，满足工程建设的要求，从而改善信息的相互关系。数据库构建在收集海量建筑工程信息的基础上可以进行过往案例的分析以及之后技术突破类的走向预测，进而实现设计总量的优化和保持设计的先进程度，以防止未来构建中的变化。相关设计人员可以随时查询不同的数据，提高设计效率。除此之外，建筑信息模型技术还可以直接展示建筑的整体外观以及所选用的材料等，整合不同的信息数据，控制建筑工程的舒适度、采光条件和节能效果，提高设计合理性。比如在钢结构设计中，不同构件之间的有效对接可以在加工造型结构中实现。