优化技术在土建结构工程设计中的应用

时间：2024-05-17

（智方工程设计有限公司，江苏南京 210001）

土建工程是我国发展过程中的重点工作内容之一，土建工程的发展对于促进我国建筑的更好发展具有重要作用。在土建工程的开展过程中，土建结构工程设计发挥了重要作用。保证土建结构工程设计的科学性与合理性，可以为后续工作的开展打下良好基础。基于此，可以将优化技术应用在其中，加强土建结构工程设计的可操作性。

1 土建结构工程设计优化技术

1.1 优化方法

一般情况下，土建结构工程设计优化的主要方法有2 种，分别是数学规划法与优化准则法。以数学规划法为例，该方法通常用于处理非线性问题，以对建筑结构力学特点的研究为重点，选择最为适合的数学规范方案，计算工程设计中存在的变量。数学规划法将工程项目作为工作的主要出发点与落脚点，使得工程设计的科学性与合理性得到保障[1]。优化准则法不仅原理简单，同时使用也比较方便。

1.2 应用原则

土建结构工程应用优化技术进行处理时要遵循相应原则，这样才能将优化技术的作用与价值充分发挥出来（见表1）。1）在土建结构设计过程中，需要应用较为先进的设计理念，同时不应该只是追求满足荷载强度问题。在这一过程中，对于使用年限需求问题、综合规划问题以及设计问题等进行分析与研究。2）对于土建结构的耐久性问题要给予更多关注与重视，因为实际土建工程在使用过程中，会受到不同因素的影响，例如风雨、交通和人为等，使得材料结构性能降低。为了最大程度地避免这一情况出现，要考虑耐久性问题，使结构质量得到保障。

表1 优化技术应用原则

2 优化技术在土建结构工程设计应用中的重要作用

将优化技术应用在土建结构工程设计中的重要作用，主要体现在确保土建结构工程质量、实现建筑成本控制等方面，具体分析见表2。

表2 优化技术在土建结构工程设计中应用的重要作用

2.1 确保土建结构工程质量

将优化技术应用在土建结构工程设计中，可以最大程度地保证土建结构工程质量。在所有的建筑项目中，最为重要的一点内容就是工程质量，这也是我国土建行业以及建筑行业发展的重点。但是，在实际工作中，经常会受到不同因素的影响，使施工质量无法达到相应的标准，给土建施工部门以及企业的形象带来很大影响，同时也威胁到土建工程使用的安全。为了避免此类情况的出现，要将优化技术应用在其中，充分考虑其中的影响因素并进行优化设计，这样可以在一定程度上避免在工作中以及使用中受到其他因素的影响，从而保证工程质量。

2.2 实现建筑成本控制

在进行土建结构工程设计时，将优化技术应用在其中，不仅可以保证土建结构工程质量，同时还可以在一定程度上将施工成本控制在合理范围内[2]。一般情况下，土建结构工程设计以及施工工作的开展，会涉及许多工作流程与工作内容，施工规模与范围较大，所以，会消耗许多人力资源、物力资源与财力资源。优化技术能够保证在土建结构工程设计中，使得整个设计工作的合理性得到保障，使得各类资源能够得到科学合理的配置，从而避免浪费情况的出现，将建筑成本控制在有效范围内。

3 优化技术在土建结构工程设计中的应用措施

3.1 加强建筑细部设计工作

将优化技术应用在土建结构工程设计中，需要相关工作人员对于整体优化设计工作给予更多关注，加强建筑细部设计工作，使得最终设计的合理性得到保障。加强建筑细部设计工作时，可以从以下2 点展开。1）在进行土建结构工程的抗震性能设计时，可以采用加宽抗震缝的方式，这样可以在一定程度上防止在地震发生时，在控阵风两侧出现撞击问题。2）对于连续梁与悬挑梁的设计，要在最大程度地保证其科学性[3]。在这一过程中，要严格地按照相关标准与规定展开，满足相应的设计标准与设计需求。在此基础上降低悬挑梁的截面应力。在连续梁支座的设计中，还要加强负筋的设计，保证两者之间科学合理的配置。在构造柱设计过程中，因为其刚性相较于承重柱较低，所以在具体的设计过程中，要与称重柱的刚性标准进行有机结合，使其支撑作用能够得到充分发挥。与此同时，承重柱的截面高度要保证符合相关标准，并加强对梁柱线刚度比的控制。通过该种方式，使得土建工程的安全性与稳定性得到保障，保证土建工程能够具备良好的抗震性能。

3.2 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。结合现场实际情况与工作情况，确保工程造价合理性[4]。在对工程造价进行管理的过程中，还可以通过构建管理制度的方式，在工程造价管理制度的构建中，要积极鼓励工作人员参与到其中，发表自身的见解与看法，加强工程造价管理制度的可操作性。

3.3 完善前期工程设计

在土建结构工程设计工作前，需要进行前期的设计工作，在前期设计工作的合理性将会影响后期设计工作与施工工作。基于此，要最大程度地保证前期设计工作的合理性，从而为相关企业创造更多的效益。完善前期工程设计的过程可以从2 点展开。1）从目前我国土建结构工程的发展中不难看出，在前期设计工作的开展过程中，相关施工企业以及工作人员无法更好地将优化技术应用在其中，这一情况的产生，使得工作人员在实际设计中的合理性无法保障，从而不仅会为设计工作带来难度，并且会造成成本的增加。这对于施工工作的展开会产生制约，降低工作效率与工作质量。为了防止此类情况的产生，设计人员在设计过程中，对于前期设计工作需要加大关注力度与重视程度，将优化技术合理应用在其中。2）在前期设计工作的开展过程中，要加强管理工作，通过管理可以及时发现其中存在的问题与不足，从而给出有效措施进行调整与完善[5]，使施工质量与施工效率都可以提升，更好地实现土建工程的发展。

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40 cm。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30 cm。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。