钱锐

天津天营建筑工程设计有限公司 天津 300240

在土木工程项目中，结构种类繁多，结构的安全性、稳定性和经济性是其中最重要的因素。土木工程结构设计中的优化技术有助于整合工程各单位，协调施工，保证土木工程施工质量和安全，实现建筑的美观。然而，土木工程结构设计的影响因素是多方面的，一些设计人员对施工技术认识不足，设计经验不足，制约了土木工程结构的更高发展，将极大地影响土木工程结构设计的质量。因此，推动优化技术在土木工程结构设计中的应用，对于改进现有技术，促进建筑业的健康持续发展具有重要意义[1]。

1 结构设计优化方式

1.1 数学规划法

在土木工程结构设计过程中，结构力学的设计水平是结构设计的基础。如果科学合理的结构力学设计不能得到较高程度的保证，就不能进一步保证建筑物在使用过程中满足承载能力和稳定性的相关要求，进而对建筑物结构的质量造成极其严重的负面影响。在这个过程中，数学规划方法具有极其重要的应用价值。这种方法是一种基于结构力学原理的工程结构优化设计方法。同时，有必要应用最优化方法来寻找最优解。在具体工作过程中，数学规划方法主要用于处理非线性规划问题，在不断研究、归纳、总结的过程中，算法逐渐具有了较强的适用性，但在具体应用过程中，相关算法对其理论基础有着严格的要求。通过科学的应用，最优解可以更加准确。在土木工程结构设计过程中，相关工作人员还需要严格根据实际情况进行具体工作，并结合现场实际情况科学选择优化方法，确保其针对性和有效性，更好地保证整个工程设计的科学合理[2]。

1.2 优化准则法

在土木工程结构设计过程中，优化准则法需要以土木工程结构为切入点，在优化设计中，优先考虑一组优化设计必须满足的设计准则，然后根据该准则建立迭代公式求得最优解。借鉴已掌握的工程经验，进行进一步的理论分析研究而得到的，接近最优解。应用优化准则方法必须确保有丰富的理论基础和实践经验。在设计工作中，首先要进行科学的理论研究，在此基础上保证更准确的判断，使设计结果趋于最优状态，达到最优设计。与其他设计方法相比，优化准则法具有简单、易于理解、收敛速度快等优点。在实际应用中使用的工作原理也简单明了，通常具有较高的计算效率。

2 优化技术在土建结构设计中应用的意义

优化技术在土木工程结构设计中的应用有利于工程资源的整合。依托优化技术，有助于规范施工，改善现有施工技术和方法的不足，促进土木工程结构施工的合理性。然而，影响工程质量的因素很多。在设计阶段，需要综合考虑影响质量的因素。根据工程总体情况，综合控制施工工艺、施工材料和机械设备等因素，结合环境因素、地质条件和水文条件进行优化设计。优化技术的应用有助于对土木工程结构施工全过程的监控，提高土木工程结构的施工质量。

此外，优化技术在土木工程结构设计中的应用，可以在不影响施工质量的情况下，有效地降低施工成本。土木工程规模大，建设周期长，风险高，必然投入大量的人力、物力和财力，任何环节问题都可能造成资源损失，增加建设成本。通过应用优化技术，可以将施工成本控制在合理的范围内，降低成本投入，创造更大的经济效益。特别是在建筑业迅猛发展的背景下，建筑类型逐渐多样化，使得新时期土木工程建设条件更加复杂。

因此，优化技术的应用有助于深化土木工程各方面的整合，降低资源投入的强度，将施工成本控制在合理的范围内[3]。

3 在土建结构工程设计当中优化技术的应用

3.1 大多数情况下所使用的优化方法

目前，土木结构工程的每一个细节都需要采用优化技术进行优化。主要措施有：①抗震节点设计时合理增加宽度，主要目的是为了在地震作用下提高地震活动性，增加宽度以避免这种情况的发生。②在设计悬臂梁时，采用合理的截面设计方法，有效地提高了悬臂梁的承载力。③在连续梁优化设计中，主要是保证单梁的设计，从而加强梁支座的加固，并制定合理的方案。在构造柱的设计中，必须确保承重梁下构造柱的合格与否，以及构造柱的强度和刚度是否具有较强的承载能力，才能保证土木工程的整体质量[4]。

3.2 优化设计的实用性和美观性

在土木工程设计过程中，既要考虑到人们日常生活建筑的实际表现，又要保持其美观。主要目的是保证人们在日常生活中生活的舒适，以及对美的追求。运用性能与美学相结合的两种优化设计方法，可以使人们的日常生活质量得到显著提高。如果建筑结构工程与艺术相结合，将使建筑业得到进一步的发展。

3.3 有效增强优化设计的理念

一般来说，在设计中有相应的设计理念，建筑设计理念是为了保证人们日常生活的稳定性和安全性。建筑工程与其他工程相比，其使用寿命更长，因此设计人员在设计方案时需要考虑更多的因素。设计者必须有相应的优化设计思想，才能使建筑的使用能力和质量得到明显的提升。此外，对于施工过程中出现的一些问题，必须及时解决，否则会给人们的日常生活带来不利影响。

4 土建工程结构设计中优化技术应用现状

4.1 设计人员专业素养不足

影响优化技术在土木工程结构设计中应用的主要因素之一是设计人员缺乏专业素质，这在一定程度上影响着土木工程结构的质量和安全。在具体工程设计中，一些设计人员的思想陈旧，不能跟上时代的发展和创新，设计缺乏对工程建设各个方面的全面考虑，导致局部设计节点不够细致，不仅影响土木工程结构设计，而且制约了优化技术的原有效果[5]。

4.2 忽视建筑艺术美感

为了降低施工成本，提高施工效率，一些设计人员过于重视土木工程结构设计的实用性和安全性。建筑物的外观对人们的感受有重要的影响。当代人民的生活水平得到了显著提高，对生活质量的要求也逐步提高。土木工程是为人们提供舒适的生活、休息和工作场所，因此，在保证工程质量和安全的前提下，应重视建筑艺术的美感，以满足建筑舒适性的需要。

5 优化技术在土建结构设计中应用的方法

5.1 强化对细节的优化

设计人员不仅要对整个结构进行优化设计，而且要注重优化设计的细节，使土木工程结构设计更加细致。例如，在抗震性能设计中，应尽可能增加抗震缝宽，以避免地震时抗震缝两侧的碰撞，为了减小悬臂梁界面的应力，必须按有关标准和规范进行设计。

5.2 将造价管理与优化技术进行结合

任何项目的开发都需要根据项目的实际情况进行工程造价管理，土木工程结构设计也不例外。因此，在进行实际工程建设之前，必须根据实际情况搞好成本管理，将优化技术与成本管理有机地结合起来，注重投资控制，确保工程的顺利运行。同时，在进行造价管理时，必须从工程设计的实际出发，实现对工程造价的有效控制，建立健全的管理体系，避免管理过程中出现的其他问题，进一步提高土木工程结构施工的质量[6]。

6 结语

综上所述，在土木工程结构设计中，应用优化方案，转变工作观念，整合项目资源，综合分析存在的问题，各环节紧密结合，同时提高施工质量，降低施工成本，带来更大的经济效益。通过优化建筑物的详细设计，结合工程造价管理，改进工程前期设计，提升建设项目质量，确保优化技术在土木工程结构设计中的科学应用，更好地满足现代建筑业的发展需要，从而为我国当前经济水平的有效提升奠定坚实的基础。