结构优化技术在土建工程设计中的应用研究

何靖宇 程志强

摘要：从以前的土房石屋到现在的高楼大厦，土建工程一直在迅速发展，土建技术也随之发展。随着人们日益增长的生活需求和开发商追求最大利益化，过去的一些旧土建方法和土建技术已经不适用，对土建工程提出了更高的要求，土建工程结构设计优化技术就变得尤为重要。笔者将结构设计优化方法合理应用到土木工程结构优化中，可以确保整个建筑结构更加科学合理，同时更好保障建筑功能完整性和有效性，进而提高整体建筑质量。

关键词：优化技术;结构工程设计;应用

1优化技术在土木工程结构设计中的应用价值及意义

在任何一个国家，任何一个土木工程企业都希望利用有效的支付方式来换取更大的利益，并将土木工程的建设成本降到最低。优化技术在土木工程设计中的有效应用，不仅可以保证建筑的整体质量，而且可以减少企业的资金投入，从而实现自身经济效益的最大化。经过多年的发展，优化技术与以往的技术理念相比有了很大的提高，对降低工程造价有较好的效果。优化技术的合理应用，可以更好地选择建筑材料，协调各施工环节的内在关系，确保建筑具有更高的质量和安全性，保障人民的生命财产安全。另外，优化技术在工程设计中的有效应用可以使设计方案的选择更加科学，因此优化技术的有效应用是一项非常重要的工作，对土木结构工程的设计有着重要的帮助。随着我国土木工程的发展，建筑的高度和层数也在逐步增加，这对建筑的各项指标有着严格的要求。在固定建筑面积内，合理应用优化技术进行土木工程设计，可以为民用建筑提供更科学的方案，保证建筑各方面的性能，满足人们生活的需要，提高建筑的有效价值。

2土木工程设计中的几个问题

2.1  土建工程设计与实施

在土木工程的设计和实施中，存在着基础工作不合格、楼层设计不规范、梁跨计算不正确等问题。特别是在土建结构设计之前，必须对施工区域的地质情况进行勘察，并形成完整的报告。但在实际操作过程中，由于技术原因和员工质量问题，报告内容和数据往往不准确，导致设计方案失真。地板在土建工程中起着承重作用。楼层的合理设计对缓解高层建筑的压力具有重要意义。而且，由于土建施工楼板生產工艺复杂、成本高，企业为了节约成本，往往忽视对楼板质量的监测，或因量具缺陷和施工人员专业素质低，检测数据不够准确，最终导致地板裂缝等问题的丢失。

2.2  土建建筑工程设计方案问题

土建建筑工程设计方案中主要存在的问题是单元结构的设计不够合理。作为整个设计方案中最重要的部分，单元结构与整体建筑的设计无法相互匹配，导致了整个土建工程设计方案可行性低的问题。另外，部分设计方案没有充分考虑到环境对建筑的影响，一方面对于建筑结构能否适应当地的地震等地质状况没有做到仔细求证，建筑树林面的承受力无法支撑平面的重量，也难以抗衡来自地壳运动的力量，这样的设计方案对用户的人身安全造成了极大的威胁;另一方面，部分设计方案也没有考虑到建筑所需要的特殊材料能否按时供应，施工人员工期是否合理等交通运输、施工过程管理问题，一味追求设计者所追求的成果，最终造成设计方案无法付诸现实的后果。

3优化技术在土建结构工程设计中的应用措施

3.1  联系工程造价管理

在土建结构工程设计中，造价管理是其中的重点工作内容之一，在实际工作的开展中，需要相关工作人员能够意识到工程造价管理的重要作用。发挥优化技术作用，要与工程造价管理相结合。在进行造价管理过程中，需要设置专门的造价管理部门，在该部门中需要每一位工作人员都能够具备较强的责任心与工作能力，对造价管理工作能够有正确的认识。

在进行造价管理工作前，做好各类数据信息的收集工作，同时对不同的信息内容进行有效对比。

3.2  完善工程初步设计

1）从目前我国土木工程的发展不难看出，在初步设计工作的过程中，相关施工企业和人员无法更好地将优化技术应用于其中。这种情况使得工作人员在实际设计中的合理性得不到保证，这不仅给设计工作带来困难，而且增加了成本加成。这将限制施工作业，降低工作效率和质量。为了防止这种情况的发生，设计人员在设计过程中需要更加重视前期设计工作，合理运用优化技术。2）在开展初步设计工作的过程中，要加强管理工作。通过管理，及时发现问题和不足，从而给出有效的调整和改进措施，从而提高施工质量和施工效率，更好地实现土木工程的发展。

3.3  加强建筑细部设计

1）在土木工程抗震性能设计中，可以采用加宽抗震缝的方法，在一定程度上可以防止控制阵风在地震时对两侧的冲击问题。2）对于连续梁和悬臂梁的设计，应最大限度地保证其科学性。在这个过程中，我们要严格按照相关的标准和规定来达到相应的设计标准和要求。在此基础上降低了悬臂梁的截面应力。在连续梁支撑设计中，必须加强负筋设计，以保证负筋配置的科学合理。在结构柱设计过程中，由于其刚度低于承重柱，因此在具体设计过程中，应与称重柱的刚度标准有机结合，使其支撑功能得到充分发挥。

3.4  加强综合管理工作

将优化技术应用在土建结构工程设计中，为了达到良好的应用效果，要加强综合管理工作的展开。在加强综合管理工作中，可以从以下2 点展开。1）加强基础结构材料选择。在土建工程设计中，施工材料是其中的重点，并且会直接影响施工质量与施工进步。基于此，在设计工作的开展中，对于材料的选择与使用要给予更多关注与重视。在材料的选择过程中，要严格遵守施工标准与施工需求，尽量选择性价比比较高的施工材料。例如，在混凝土材料的选择中，基础层可以使用C10混凝土，如果在设计与使用中，选择其他类型的混凝土，将会对施工质量产生影响，造成施工成本的增加。在这一过程中，可以加强对BIM技术的应用，构建相应的数据库，在数据库中，对不同的材料信息内容进行整合，从而选择最为适合的施工材料。2）加强荷载力优化技术的应用。随着我国建筑行业的不断发展，使得建筑规模正在逐年增加，高层建筑与超高层建筑逐渐发展起来。楼层越高，荷载力将会提升，基于此，在实际设计与建设中，对于荷载力问题要进行充分考虑。对不同因素，例如雨雪因素进行分析，并给出相应解决措施，将荷载控制在有效范围内，使建筑质量得到保障。

3.5  加强框架结构柱设计

框架结构柱设计是土建结构工程设计重要组成部分，对于框架结构柱设计工作需要工作人员能够加强重视程度。具体设计工作的展开要注意以下3 个问题。1）对抗震性能进行充分考虑，严格按照相应的抗震设计要求进行加密工程操作。2）要将低于柱高区范围要求作为工作标准，通过加密方式，保护楼梯、角柱间梯柱、框架柱。3）框架结构柱截面部分应该满足 1、2、3级抗震标准，此时截面边长要超过的40cm。如果土建结构设计的抗震标准达到4 级，那么截面边长要超过30cm。这样才能保证土建结构工程设计合理性，保证后续土建工程的使用安全。

4结束语

总而言之，土建工程项目在实施过程中会受到诸多因素的影响。具备良好专业素质的工程设计人员在设计过程中需要充分考虑各个影响因素，利用优化技术逐步克服土建工程项目实施过程中的常见问题，努力提升土建工程设计方案的可行性。着眼于工作细节，在保证设计方案的质量以及实用性的基础上，尽力融入更多的艺术元素，满足人们的审美要求，提高建筑的有效价值。

参考文献：

[1]   赵文东.土建工程结构设计的优化技术研究[J].绿色环保建材，2018（12）：73+75.

[2]   谢天祥.结构优化技术在土建工程设计中的应用浅析[J].居舍，2017（36）：4.