土建结构工程设计中优化的应用分析

2019-11-28孙辉

建材发展导向 2019年15期

孙辉

（武汉市政工程设计研究院有限责任公司，湖北武汉 430023）

在土建结构工程设计中，土建工程设计人员应尽可能的对土建工程项目设计进行技术优化，排除各种影响因素，制定相应的技术策略，保证建筑工程项目实施阶段的土建工程优化技术的顺利进行。进而使得土建结构工程设计技术得以强化，进一步为土建结构工程项目设计和后续项目的管理和实施打下坚实的基础。

1 土建结构工程设计的主要优化方法

1.1 数学规划法

结构物对力学设计有着较为严格的要求，如果结构的力学设计不合理、不科学，那么建筑自身的承重能力与承重质量就无法满足人们的基本要求，对建筑质量有着重要的不利影响。数学规划法是以对建筑结构力学研究为切入点加强对土建结构设计进行有效优化和规划的一种新颖手段。合理的使用数学规划法可以使设计中的工程变量达到最优数字，进而使设计变得更加合理化、科学化。

1.2 优化准则法

优化准则法是一种以土建工程本身结构为切入点，对满足优化设计要求时需要的准则进行有效研究的手段。为了能更好的寻求这些准则准确的解，人们通常会采用迭代法来实现这个目标，所以在运用优化准则法时必须要有足够的实践经验和理论做依据，通过分析和研究得到最终的解，进而完成优化设计。优化准则法的工作原理比较简单、易懂，所以更方便人们使用，但是它也存在着一定的缺点，只有在土建结构布局已经形成之后才能有效使用优化准则法，这就限制了它的使用范围，进而降低了它的使用能力。

2 优化技术在土建结构工程设计中的应用分析

2.1 解决日常实际土建结构工程设计遇到的常见问题

在日常土建结构工程设计中，会遇到很多常见问题，对土建结构工程中常见问题的解决，通过运用优化技术可以有效增加土建工程结构的安全性[1]。施工中常用问题的优化措施有合理设计悬挑梁，保证悬挑梁符合标准，将其设置为截面，有效降低悬挑梁截面的受力，进而达到防止悬挑梁变形的目的；土建结构工程设计方案要尽量加大抗震缝的宽度，防止地震时出现抗震缝两侧出现碰撞的问题；土建结构工程设计方案要保障承重柱合理的截面高度，严格优化控制梁和柱的线刚度比，增强承重柱的抗震能力，进而提升建筑物的安全性和延长建筑的使用寿命；土建工程结构设计方案要科学合理的设计基础连续梁，实际施工过程中，对于单一扩展型桩基而言，需要对连续梁的间隙进行处理，利用混凝土填充，保证基础顶面的整齐，利于基础连续梁浇筑工程的进行，有利于减小连续梁计算跨度，优化设计要求。避免出现单梁的情况，影响墙体承重能力；土建结构工程设计方案中要考虑建筑抗震因素的性能，按照抗震设计的要求，将楼梯、角柱等得到有效的加强防护，以低于柱高区范围这一重点要求作为前提条件，进行加密防护的工程设计。

2.2 优化技术进一步促进实用性与艺术性的相互结合

在具体实际土建结构工程设计过程中，优化技术的运用可以进一步促进土建结构工程设计的实用性和艺术性，增强土建结构工程设计的优化效果[2]。土建结构工程设计人员应在保障建筑安全性和经济性的基础上，进一步优化土建结构工程方案，提高建筑实用性和艺术性。建筑物大部分融合了建筑师的灵感创作设计，建筑师在进行设计的时候，将自己的设计意图充分的发挥出来，建筑物所呈现的艺术品形态是建筑师艺术性和实用性有机结合的结果，土建结构工程设计师在进行设计时，首先考虑的是房屋建筑的安全性，进而对房屋建筑的结构进行优化改善，不断改进，将建筑师的对建筑结构的艺术美学使用性相互结合的结果表现的淋漓尽致。在土建结构工程设计过程中，设计师既要达到自己的设计意图，又要满足土建结构平面布局应具有的对称性和规则性原则，这样可以有效的避免建筑物荷载作用下发生扭转问题，达到实用性和艺术性的相互结合。

2.3 概念性设计的运用，提升土建结构工程实用性能

概念设计的目的在于建筑在任何外来因素的影响下，建筑都可以稳固和受到很小的影响，保证其安全性和实用性。概念设计是抵挡土建结构工程遇到各种破坏因素的一种预防措施[3]。重视概念设计可以增强土建结构工程的实用性能。良好的概念设计可以有效的避免未来破坏因素带来的严重后果。比如地震灾害，从地震对土建结构工程设计的影响来看，一般地震之前我们很难及时发现，地震是人力所无法控制的自然灾害，地震破坏性严重，难以进行预防和解决。在对地震研究的课题中，要提前做好土建结构工程设计的防震性能准备，尽量提升土建结构工程的抗震性能。在确保建筑材料质量的前提下，还要保证建筑材料刚度均匀对称，实行延性设计进行减缓，最大限度的避免土建结构工程受到地震破坏作用后引起土建结构工程脆性破坏。与此同时，土建结构工程设计还可以进行技术优化，实行多道防御系统，有效的分解土建结构工程在遭受地震时的破坏力量，减少土建结构工程的损害程度。