土木工程建筑優化探析

羅彥霞

【摘要】土木工程建筑施工最基本的內容是建筑結構的設計，其設計水平的高低對建筑的質量、安全、實用性和施工成本有著直接的聯系。所有，土木工程建筑結構設計要進行不斷的優化，這不僅對工程的建設至關重要而且對企業的發展也有重要意義。

【關鍵詞】土木工程;建筑結構;設計優化

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

10.224

伴隨著我國城市化建設進程的不斷深入推進，土木工程以及建筑行業正在迅猛發展，建筑建材企業正在面臨著愈演愈烈的行業市場競爭。在此種大環境下，建筑結構企業發展要使始終立于不敗之地，實現我國建筑設計質量、利潤效益最大化，應從主體結構設計角度出發，不斷創新優化土木建筑工程行業建筑主體結構設計，提高建筑主體結構的設計經濟性、實用性、節能性，為建筑結構企業發展創造更大化的經濟整體利益與更大社會效益。

1、土木工程建筑結構設計常見問題

1.1造成嚴重的環境問題

近些年，各種各樣的環境問題都頻繁出現，給人們生活帶來了極大麻煩，人們也開始認識到保護環境的重要性。而建筑施工建設過程中所產生的廢水、廢料等如果得到及時的處理或處理不合理，都會對周邊環境造成嚴重破壞和污染，從而影響企業的形象。而土木工程在結構建設使對資源、能源的消耗是非常巨大的，因此更要保護好周邊環境，避免環境遭到嚴重破壞。

1.2結構整體穩定性問題

高層建筑物在施工中，易受周圍外界惡劣環境影響，從而直接影響高層建筑物和結構物的穩定性。土木工程高層建筑設計中，抗震建筑設計尤為關鍵，抗震建筑設計中，要從高層建筑物主體寬度設計參數著手，寬度設計參數是測量建筑抗震穩定性的重要所在也是影響測量因素之一。

1.3建筑結構設計安全性問題

建筑安全結構設計工程質量與安全狀況直接影響到安全事故可能發生的概率。但是在實際中的建筑工程中，往往還是會同時出現盲目追求加大重量構建主體截面、過度追求增加建筑鋼量的種種問題，既嚴重浪費了專業建筑師的資源，更嚴重影響著整個建筑主體結構的安全性與結構穩定性。從目前我國城市土木建筑工程大型建筑中的結構設計上來看，我國大型建筑施工中普遍存在鋼筋混凝土結構強度低的不良情況，并且建筑施工工藝技術明顯落后，這些情況都會直接嚴重影響我國建筑工程的安全性、穩定性等。

2、土木工程建筑結構設計優化策略

結構整體優化方案設計主要包括：主體基礎建筑結構系統方案的整體規劃設計、屋蓋建筑系統結構方案的整體規劃設計、圍護結構系統方案的整體規劃設計和建筑結構整體優化設計。進行主體結構設計時，應在完全滿足結構的意圖后，盡量可能使得水平面布置符合規則，縮小到以剛度和主體質量作為中心的最大差異，這樣整個水平面的荷載就不會導致使整個建筑物主體有太大的重力扭轉作用。豎直移動方向上升時應盡量避開禁止使用橫向轉換應力層，減少使用應力層的集中移動現象。

根據相關數據統計：1990年統計世界最高的90幢高層建筑中鋼結構有51座，比例占56.6%;鋼-砼混合結構有25座，比例占27.8%;鋼-砼混合結構有25座，比例占15.6%;1998年統計世界最高的28幢建筑中鋼結構有14座，比例占50.0%;鋼-砼混合結構有8座，比例占28.6%;鋼筋砼結構有6座，比例占21.4%。高層鋼結構具有自重輕，可減少地震作用，減少運輸量，便于地基處理結構所占面積少，可增加使用面積，工廠化程度高，施工周期短等優勢。綜合數據指示鋼結構最適于高層和超高層建筑。

2.1明確設計原則

土木建筑工程專業建筑項目結構設計合理優化工作應從結構設計基本原則細節入手，明確結構設計基本原則，遵循結構設計合理原則，針對建筑設計實際需求合理安排結構設計優化工作。為充分保證提升我國土木建筑工程民用建筑主體結構的安全性和可靠性，還應嚴格遵循建筑安全性、實用性與建筑耐久性三大原則，減少土木建筑后期養護施工中可能還會出現的各種安全隱患。

2.2保障整體協調性

保障各類建筑結構整體功能協調性建設是有效減少各類建筑各個環節、各部分之間發生矛盾或者沖突的必要解決途徑，增強建筑適用環境性能的必要實施手段。特別在凡是建筑工程建設結構中的建筑給水電排水系統、暖氣通風系統、采光通風系統等都非常需要進行功能協調性好的設計，確保工程建筑結構整體的美觀實用性與功能適用性。為此，結構設計施工人員在結構設計上一定應通過綜合合理考慮高層建筑內部各項可能影響安全因素，規避內部可能發生存在的安全問題，提高內部建筑設計的可預見性，優化建筑結構設計施工效果。

2.3創新設計手段

信息時代下，借助現代計算機以及網絡通信技術直接進行工業建筑主體結構設計，可在最大程度上有效提高工業建筑主體結構設計的技術精準度，減少設計工作量與工作難度，提高建筑設計工作效率。利用新型結構設計管理技術，極大的提高了結構設計工作速度，設計結構圖紙更為詳細精準，結構設計技術水平大幅度的提升。需注意的是，在充分利用各種現代計算軟件技術進行建筑設計時，設計工作人員應針對不同的大型建筑主體結構要求選擇一種適宜的專用計算機和模塊。

3、結構設計優化的意義

由于建筑的整體層高增加，墻體基礎面積和柱的整體積也會隨著增加，結構的自重力和基礎和柱的整體承載力量也相應的增加，水衛和公用電氣的排水管線長也會相應加長。與此相反的即降低建筑層高，就會節省許多，而且有較高的抗震性。建筑面積相同，建筑結構使用不同的高層平面建筑，它的建筑外墻周長也就可能會不同，這樣一來表面的裝修都隨之有所減少，同時其外墻受力保護性能也隨之得到極大提高，增強了高層建筑的整體經濟使用性能。

與其他傳統的建筑結構設計方法相比，采用建筑結構設計中的優化處理方法可以有效使傳統建筑工程設計造價成本降低6%-34%。同時也可以充分合理的利用建筑材料綜合性能，使現代建筑主體結構內部各功能單元之間得到最好的活動協調，不僅有效實現現代建筑美觀、實用，而且在建筑造價費用方面也可以有較大幅度的節省，達到了現代建筑工程前期設計對適用、安全、經濟、美觀和實用等后期施工的一般技術要求。通過綜合使用各種優化建筑設計技術手段，達到這5個設計方面的最佳完美結合，符合現今高層建筑商對于高層建筑主體結構的設計，也符合市場可持續發展的需求。

結語：

想要實現建筑結構的安全性、實用性、適用性、耐久性、經濟性就必須要從設計方面入手，對整體結構的協調性要有所提高，細節問題要處理好，選擇合適的設計軟件，全面降低無效施工成本，采用適宜的措施來實現通過最少的投入資金，收貨獲最大的成果。同時還應該最大限度的來滿足人們對建筑結構、功能和外形的需求，努力創造安全、優美、高質量品質的土木工程建筑推動土木工程建筑企業的健康持續發展。

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