优化技术在土建结构工程设计中的应用分析

刘国江 魏海涛

摘要：土建结构设计优化方法是顺应建筑行业发展的产物，也是市场经济条件下对资源配置提出的新要求，其为土建结构优化设计提供了重要的参考。通过将结构设计优化方法应用于土建工程结构的优化，可以保证整体建筑结构的科学合理，保证建筑功能的完整有效，进而确保建筑的质量。

关键词：土建工程；结构设计；优化技术

将优化技术应用到土建结构工程设计的过程中，能够满足人们对房屋建筑的质量要求，提高房屋建筑的经济效益和社会效益。因此，在今后的房屋建筑中有必要进一步深化建筑结构设计优化，只有这样，才能更好的满足人们对房屋建筑提出的要求，进而促进房屋建筑工程的持久发展。

一、土建结构工程设计优化技术概述

在对土建结构工程设计进行优化处理的时候，主要就是对其整体的优化和分部结构的优化处理。其中整体优化主要是指对土建结构工程的屋盖系统、细部构造以及围护结构等各方面的设计方案进行不断地优化。在此过程中尤其应该对其相关结构的布置、选型、造价以及受力情况引起足够的重视。同时还应该和房屋的建筑美感还有经济适用性进行充分的结合。

二、优化设计内容

建筑设计，是指结合房屋建筑的具体要求，秉着现代化设计理念和方法，对建筑工程的结构形式、构件尺寸、室内布局等进行清晰的定位。一般情况下，房屋建筑工程都是以钢筋混凝土的住宅结构为主，对这种土建结构工程进行优化设计，要从两方面来考虑，即整体建筑布局和各种构件设计，因为影响整体建筑布局的因素有很多，如建筑物的外观结构、柱网尺寸、楼层高度以及抗侧力构件位置等，具体构件因素也是十分多元，常见的有：结构布置、构件截面、混凝土及钢筋材料等级强度等。

三、我国房屋建筑工程结构设计现状

（一）忽视成本预算

由于设计周期较短，设计任务较为繁杂，设计人员就会将精力集中在设计图纸和方案的编制上，相对对于工程施工成本的预算却是极为忽视。设计人员即使会考虑工程成本问题，但由于所采用的设计方案与成本控制要求严重不符，所以使得最终的控制效果也是差强人意。

（二）忽视建筑舒适度

设计人员只考虑房屋建筑的美观性，对于建筑舒适度的设计却是极少重视，不仅降低了房屋建筑的应用性能，而且对整体结构的稳定性和安全性也会造成一定的影响。施工人员由于工作素质偏低，其在实施操作阶段，很难按照相应的规范要求进行施工。既降低了施工质量，使土建结构工程的抗震性和施工强度减少.又影响了建筑结构部件的负荷承载能力，使其整体工程结构的设计标准，很难与规范要求相一致。

（三）忽视建筑安全系数

建筑结构部件安全系数的设计尤为重要，一般情况下，不同建筑构件，所设定的安全系数也是不尽相同。但是在实际设计中，设计人员会采用相同的安全系数对建筑构件进行设计，使得最终的设计效果十分不理想，整体土建结构工程的安全系数也是大大降低。

四、土建结构工程设计中优化技术的应用

（一）建筑结构设计优化

1.选择参数变量。在实际的土建结构工程设计工作当中，设计人员为尽量保证设计思想的正确性，会通过多种手段去尽可能获取更多的与工程相关的参数，并且将这部分参数视作为变量。比如，在建筑工程当中，常被当作变量的参数有房屋价格参数、预期出现的损失参数等等，在进行设计优化的过程中，设计人员则需要对所收集的参数进行分析，预判其变化可能对工程造成的影响，以及由于复杂程度带给工程进度的影响。基于此种情况，在实际的建筑结构设计优化分析阶段，倘若设计人员将变幅偏小的参数或者印象因素偏少的参数选为设计指标，则会大大降低设计、编程的工作难度，进而更为快速地找准目标点，开展设计工作。

2.确定函数。在具体的土建结构工程设计优化工作当中，设计人员一般会从众多相似函数当中去确定目标函数。比如在进行钢结构的施工过程中，设计人员针对房屋横截面规格与钢筋规格进行最优化的函数选择，并且对所确定函数的性质进行深入细致地分析，进而从施工成本方面予以考虑整个钢结构项目的具体设计。

3.条件衡量。一般来讲，在实际的土建结构工程设计工作中，为保证优化后的房屋建筑具有更加的耐久性与稳定性，则需要在设计过程中针对房屋规格、结构刚性、构架稳定性等不同因素可能对房屋造成的影响进行具体的分析与充分考虑，同时结合不同的设计要求对整体的施工条件予以精准衡量。此外，还应针对施工当中的约束性条件进行全面分析，保证在设计环节中的所有指标都与房屋建筑的质量控制要求相符合，进而达到设计优化的目标。

（二）强化房屋建筑防震安全结构设计

在房屋建筑的具体使用中，会不可避免地遇到许多不可抗外力，尤其是毫无规律可循的地震，所以在进行土建结构工程设计工作时，一定要综合考量地震荷载效果，保证房屋建筑的安全性与整体质量。通过对这一点进行重点分析研究，在设计中采取科学合理的措施去提升房屋建筑的抗震能力。现如今，关于如何强化房屋建筑的防震安全结构设计，已经有很多成熟的技术方案，比如将房屋建筑设计成结构对称，促使其荷载承受力处在平衡状态，使得建筑物的延性增大，其结构的风险截面也会变少；或是选择延性建筑结构，采取多道设防，利用非必须构件对重要构件予以保护，进而强化房屋建筑的抗震性能。

（三）概念设计优化技术的应用

在土建结构工程设计中应用优化技术，应该有机结合计算机与人工在设计方面的优势，而并不是完全的依赖于计算机软件去完成所有的设计，只有这样才能够在土建结构工程设计中充分发挥概念设计优化技术的最大实效。此外，在选择施工建筑材料的过程中，为了能够对各种材料的优势与劣势进行综合考虑，仍旧需要采取人工选择的方式进行最优化选择。针对结构设计参数方面，相关人员要结合项目设计标准予以优化利用，同样不可完全依赖于计算机软件的分析，虽然计算机软件能够快速地对各类数据进行计算设计，但无法基于房屋建筑项目的实际需求设计出具体的结构设计方案，所以在应用过程中需保持合理性，与项目实情相联系。

五、结束语

随着经济的发展，人们的生活水平不断提高，对房屋质量的要求也越来越高。优化技术在建筑结构中的有效应用也逐渐备受关注，在房屋结构設计中必须重视优化技术应用。

参考文献：

[1]冯蕾蕾，卢峥.优化技术在土建结构工程设计中的应用分析[J].绿色环保建材，2017（05）：58.

[2]邢一行.优化技术在土建结构工程设计中的有效应用[J].农村经济与科技，2017，28（04）：64+66.