基于結構生命周期的土木工程結構設計策略初探

摘要：結構設計是土木工程建設的重要環節。為進一步提升土木建筑工程的質量，合理地進行土木建筑工程結構的設計是至關重要的。本文考慮到土木工程的生命周期，綜合建筑設計的安全性、穩定性與藝術性，并結合多年的建筑工程設計經驗，指出土木工程建筑結構設計中存在的問題。進一步明確建筑結構設計的重要性，提出整合結構設計方案的具體措施和策略，不但可促進土木工程結構設計的完善，同時為同行開展結構設計提供借鑒。

關鍵詞：生命周期;土木工程;結構設計;策略

隨著我國建筑行業的飛速發展，土木工程的建筑規模與范圍都得到了大幅度地提升，當前土木建筑工程優化的需求越來越大，受到的關注也越來越多。為了確保土木工程的質量，必須做好土木工程建筑的結構設計策略，從而推進土木工程的順利進行，在降低施工風險的同時保證進度、協調成本。目前，我國土木工程建筑結構設計中存在一些問題急需解決，這就需要結合科學理論進一步制定高效的結構設計策略，促進土木工程結構設計質量的進一步提升，為土木工程建筑的發展奠定基礎[1]。

1 建筑生命周期理論的概況

1.1 建筑生命周期的含義

建筑生命周期指的是建筑工程從最開始的準備階段到報廢階段，包括建筑材料與構件的生產加工、工程的具體規劃與設計、建筑工程的施工與安裝、建筑物的運行與維護以及建筑物的拆除與處理五個階段，它們之間相互聯系又相互制約，是一個全循環過程。

1.2 結構生命周期的意義

建筑生命周期理論將建筑工程的每個環節串聯起來，比如籌備各類材料階段為后期提供物質基礎;工程的具體規劃與設計是根據建筑項目的定位下，通過對建筑風格、功能的研究制定合理的的建筑規劃設計方案，整個土木工程建設提供理論指導;進而建筑工程的施工與安裝是在建筑工程設計的要求下，新建或改、擴建建筑工程，正式進行建設;在土木建筑工程正式完成后，在建筑物的運行與維護的過程中，對建筑物進行實際操作、運用，維護與修理工程、在一定程度上進行改善和更新以及具體使用建筑的管理工作，如物業管理等;在建筑物不再具備使用價值時，對其進行拆除、廢棄處理、再循環與再利用[2]。

這個周期過程是嚴謹的、科學的，在追求可持續發展的時代里，建筑工程生命周期理論日益盛行，逐漸被大范圍融入土木工程結構設計之中，強調土木工程結構設計的功能適用、技術先進、協調環境、減少損害以及經濟合理。融入生命周期理論的建筑工程結構設計更好地選擇建筑工程所使用的材料，協調不同建筑目標之間的關系，在降低成本的基礎上確保土木工程的可循環、可發展，提高了土木工程的實施效率，有利于對各個環節建筑工作的協調與集成，確保土木工程結構設計的科學嚴謹，保證建筑結構施工的可實踐性，進一步對土木建筑工程進行優化，并且在工程實施過程中實現了節約資源，保護生態環境，促進了建筑行業的可持續發展。

2 基于生命周期的工程結構設計策略

當前土木工程結構設計呈現出一些問題，具體表現在部分負責土木工程結構設計的人員在展開工作的時候，缺少實地考察，設計而成的結構方案存在很多缺陷，在后期造成建設問題;并且很多土木工程的結構設計方案或存在細節不完善、或存在整體性不強等問題，設計缺乏合理性與綜合性;以及各部門之間聯系弱，對出現問題處理不及時等等。這些問題都需要我們高度重視，積極地采取措施，基于生命周期理論，提出優化土木工程結構設計的策略，有效提升土木工程建設的質量[3]。

2.1 優化土木工程建筑結構設計方案

從結構生命周期的階段特征出發，首先，結構設計應該在材料與構件的生產階段注意合理地進行挑選材料的種類與數量，制定效益最優的采購方案，積極與供應商進行溝通，適當地控制成本，提高建筑材料與構件的利用率，在高效益中保證綠色發展。

其次，結構設計應該在規劃與設計過程中，明確土木工程結構設計的初衷，細化結構生命周期設計理念，以專業的設計要求為出發點，運用科學知識對土木工程進行全面的、深入的分析，注重設計中的核心，對設計細節不斷進行完善，確保結構設計的功能適用性，避免結構設計實施中各個環節之間零零散散的問題出現，保證工程施工的高效性、嚴謹性以及整體協調性。

在建造與運輸階段，土木工程結構設計要考慮設計的技術實現，按照方案完善土木工程項目的全過程管理工作，制定嚴格的項目管控措施，并且在過程中通過多方探討與實際狀況，不斷對建筑結構設計進行完善，進一步保證工程建設的質量。

另外，結構設計應該考慮到土地工程的地理位置、路網布局、總體形態、地貌條件等基礎建設條件，充分考慮建筑物的運行與維護可能出現的各種狀況，為土木工程建筑投入使用提供便利，保證工程的功能性，并為建筑物后期的新建與擴建提供準備思路，根據建筑的性能提供較好的基礎設施條件，保證能源供輸、輸水排水以及垃圾處理，適當投入低碳設備。

最后，結構設計在土木工程的拆除與處理階段，考慮土木工程的整體結構與建材，為建筑物后期的廢棄、再循環和再利用提供便利，減少工程報廢和廢料處理所處環境造成的損害[4]。

2.2 加強各方之間的交流溝通

土木工程結構設計引導著工程施工活動，是以設計部門為主導多方共同努力的結果。在結構設計方案的過程中，應當加強各方之間的交流互動，結構設計人員需要通過與多部門溝通交流了解建筑工程結構設計的需求，研究當前工程在結構設計中可能出現的問題，同時了解建筑的施工場所實況，綜合各種因素，進一步明確其目標，整合工程結構設計的重點方向與設計要求，不斷優化結構設計方案，讓結構設計更具合理性和可操作性，保證土木建筑工程的順利施工。

2.3 提高土木工程結構設計團隊的水平

土木工程的建筑結構設計內容涉及到諸多領域，所覆蓋的知識面非常寬泛，設計人員作為結構設計的中堅力量，必須具備較強的專業設計能力，結合結構生命周期的理論知識，在實際設計過程中制作出有效的結構設計，尤其是圖紙設計，必須符合實際的工程需求，確保質量的同時兼顧結構設計的經濟效益，進而保證結構設計實用性和藝術性的結合，減少在后期建設過程中出現錯誤。所以，在實際的設計過程中應該注重土木工程結構設計團隊的水平，提高對設計師專業素質的要求，定期開展并鼓勵設計師參加專業培訓與行業交流活動，制定一定的績效制度監督、管理結構設計工作人員的工作質量，支持設計師實地勘察，增強設計圖的規范性和合理性，嚴格規范結構設計的條例，建設出一個高素質的工程結構設計團隊，進一步推動土木工程結構設計工作的順利展開[5]。

3 結語

土木建筑結構設計基于工程的整個結構生命周期，以其為理論指導思想，結合籌備、設計、施工、運行與處理五個環節，通過一系列積極措施克服現階段土木建筑工程結構設計存在的問題，改進結構設計策略，在保證建筑結構安全、實用的基礎上，優化施工項目，促進建筑結構設計的可持續發展，進一步推動建筑行業的前行。

參考文獻：

[1]邱志剛.基于土木工程建筑結構設計的優化分析[J].建材與裝飾，2020（07）：116-117.

[2]李婷.土木工程結構設計與施工技術的關系[J].建材與裝飾，2020（11）：69-70.

[3]苗家玉.土木結構設計中常見問題及解決措施[J].住宅與房地產，2019（18）：103.

[4]李永紅.土木工程結構的設計與施工策略分析[J].四川建材，2019，45（10）：85-86+88.

[5]張小鋒.土木工程結構設計中的安全性與經濟性分析[J].住宅與房地產，2019（05）：88.

作者簡介：趙輝（1983.03-），女，黑龍江省寧安市，本科，高級工程師，主要從事土木工程結構方面的設計工作。