陳娟 天勤工程咨詢有限公司

一、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的重要性

（一）保障建筑企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益

經(jīng)過歷年來對傳統(tǒng)土木工程設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的比較研究，以及對建筑設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的分析，發(fā)現(xiàn)科學(xué)性、規(guī)范性的建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案可以使結(jié)構(gòu)內(nèi)部中每個(gè)部分都得到合理協(xié)調(diào)，并且充分利用建筑資源，最大限度地減少建筑材料的消耗及其浪費(fèi)問題，可以減少成本，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

（二）符合當(dāng)今建筑行業(yè)的要求

時(shí)代發(fā)展的進(jìn)步和人們?nèi)找嬖鲩L的物質(zhì)文化需要，使人們對建筑行業(yè)的要求不斷提高，并希望在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面予以空間最大化的利用。土木工程的結(jié)構(gòu)優(yōu)化可以使建筑材料達(dá)到最大的利用，使建筑空間更為合理，同時(shí)可以滿足建筑的多元化需求。建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法被使用后，可以滿足對建筑外觀性和實(shí)用性的雙重要求。

二、常見的土木工程構(gòu)造優(yōu)化技術(shù)

（一）概念設(shè)計(jì)在土木工程構(gòu)造規(guī)劃當(dāng)中的運(yùn)用

概念設(shè)計(jì)就是指“相關(guān)規(guī)劃人員根據(jù)規(guī)劃的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及一般規(guī)律，對土木構(gòu)造規(guī)劃的各種方案進(jìn)行解析并優(yōu)化選取方案的過程”。概念設(shè)計(jì)技術(shù)在土木工程構(gòu)造當(dāng)中主要運(yùn)用在參數(shù)選取、荷載量的確定、土木工程構(gòu)造的細(xì)節(jié)處理以及土木工程構(gòu)造的布置等部分的規(guī)劃當(dāng)中，在進(jìn)行概念設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中相關(guān)設(shè)計(jì)人員需要對土木工程構(gòu)造的施工方案進(jìn)行充分解析，從中挑選出最為合適的施工方案。

（二）概念設(shè)計(jì)在建筑規(guī)劃當(dāng)中的運(yùn)用

概念設(shè)計(jì)在土木工程的建造設(shè)計(jì)當(dāng)中進(jìn)行運(yùn)用的主要目的就是提升土木工程的抗震能力，運(yùn)用在土木的抗震性設(shè)計(jì)中，如若土木工程的抗震能力較弱，在發(fā)生地震的時(shí)候則會造成非常大的生命財(cái)產(chǎn)損失，所以，土木工程規(guī)劃當(dāng)中的抗震能力優(yōu)化設(shè)計(jì)就顯現(xiàn)的非常重要。然而發(fā)生地震的隨意性是極其大的，不同地域的破壞能力以及地震等級等也都是不一樣的，這就為土木工程規(guī)劃當(dāng)中的抗震能力設(shè)計(jì)提出了更高的需求，有關(guān)數(shù)據(jù)的核算能力也極大。概念設(shè)計(jì)是“整體考慮確定抗震能力的造價(jià)因素以及各種因素，選取經(jīng)濟(jì)性以及抗震性最高的施工方案?！彼?，在土木工程規(guī)劃當(dāng)中的概念設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的運(yùn)用可以進(jìn)一步提升土木工程的抗震性能。概念設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)在土木工程構(gòu)造規(guī)劃當(dāng)中運(yùn)用的核心思想為“大震不倒、中震可修以及小震不壞”，其實(shí)這種思想也是多個(gè)路徑進(jìn)行預(yù)防的思想，多個(gè)路徑進(jìn)行預(yù)防的思想就是指“在發(fā)生較大的地震時(shí)候，先對土木工程的次要構(gòu)造進(jìn)行損壞，消耗地震的能量，盡最大可能確保土木工程的主要構(gòu)造不受到損壞?！?/p>

三、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的主要內(nèi)容

（一）建筑整體和局部的優(yōu)化

土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括整體設(shè)計(jì)和局部設(shè)計(jì)，通過建筑整體結(jié)構(gòu)和局部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化能夠讓建筑空間得到更為合理的利用。比如，在對土木工程結(jié)構(gòu)整體設(shè)計(jì)時(shí)，更多的是需要考慮其整體承重和質(zhì)量需要，而在結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)方面則更需要在選材、使用等方面予以深度考量，使建筑結(jié)構(gòu)達(dá)到質(zhì)量和需要的雙重滿足。

（二）建筑上部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化

土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化需要首先分析剪力墻的受力是否平均，可以適當(dāng)加大剪力墻的長度，減少墻肢的個(gè)數(shù)，從而在保證安全合理的同時(shí)，增加住宅的使用面積，減少建筑材料的使用，不僅節(jié)約成本，又能符合建筑對安全性的要求。另外，應(yīng)充分考慮剪力墻底部的優(yōu)化設(shè)計(jì)，保證剪力墻底部加強(qiáng)部位的高度，使剪力墻具備較強(qiáng)的抗震性能。樓層的平面幾何中心和剛度中心應(yīng)重合，以提高建筑的穩(wěn)定性與剛度，最終保證建筑的建設(shè)質(zhì)量和使用安全。

（三）地下結(jié)構(gòu)的優(yōu)化

地下部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要組成部分，在土木工程的使用過程中發(fā)揮著重要作用。為了帶給人們更為舒適的居住感受，做好地下結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)非常重要。進(jìn)行地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量合理布置地下室柱網(wǎng)跨度和主次梁的布置方式，可以將上部結(jié)構(gòu)的嵌固部位埋入地下室頂板中，這樣可以使地下室空間得以擴(kuò)大，有利于人們對地下室的空間利用，還可以通過降低地下室層高的方式進(jìn)行多層的下室的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使地下室層級和面積增加，增強(qiáng)其使用性能。

（四）抗震結(jié)構(gòu)的優(yōu)化

建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，最重要的目標(biāo)是提升整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，減少地震等自然災(zāi)害對人力、財(cái)力的負(fù)面影響。因此，在對建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案進(jìn)行提升時(shí)，應(yīng)當(dāng)充分規(guī)劃結(jié)構(gòu)中的防震設(shè)計(jì)，著重注意對截面的高度確定和調(diào)整。同時(shí)需要對不同的主軸方向和水平方向上的承重柱進(jìn)行抗震防范分析與計(jì)算，充分考慮到整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)橫縱方向的框架的穩(wěn)定作用，不能存在偏差。同時(shí)，在實(shí)際的設(shè)計(jì)與施工過程中也不能出現(xiàn)配筋不足的現(xiàn)象。

（五）排水管道的結(jié)構(gòu)優(yōu)化

土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中還需要對排水管道系統(tǒng)予以優(yōu)化設(shè)計(jì)，考慮排水管道為土木結(jié)構(gòu)的重要組成部分，加之其復(fù)雜程度較高，需要從實(shí)際應(yīng)用入手做好排水管道系統(tǒng)的優(yōu)化。尤其很多管道為穿墻管道，需要在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中做好預(yù)埋空間的預(yù)留，在空間設(shè)計(jì)過程中要注意避免管道碰撞，并做好預(yù)埋空洞標(biāo)記，這樣可以在結(jié)構(gòu)施工過程中避免操作失誤。如果排水管道穿越承重墻，還需要做好承重墻的加固，避免管道施工對建筑工程質(zhì)量的影響。

（六）優(yōu)化建筑節(jié)能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

為了貫徹綠色發(fā)展理念，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要以節(jié)能為基礎(chǔ)，從各個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)完善當(dāng)前的建筑設(shè)計(jì)方案。此外，為了保證建筑的舒適性，必須考慮建筑物的通風(fēng)和日照條件。比如，可以通過南北通透戶型設(shè)計(jì)的方式實(shí)現(xiàn)土木結(jié)構(gòu)的通風(fēng)。通過交錯(cuò)空間設(shè)計(jì)的方式將陽光引入其他房間，從而使空間的光照符合使用要求。

四、結(jié)束語

總的來說，隨著我們國家社會經(jīng)濟(jì)的持續(xù)進(jìn)展，人們的生活水準(zhǔn)也得到了極大提升，在將來，人們對土木工程的要求也會逐漸增高，土木工程設(shè)計(jì)將要面臨的挑戰(zhàn)也會逐漸增多。有關(guān)的設(shè)計(jì)人員需要充分對土木結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，在持續(xù)改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的前提之下充分滿足人們的實(shí)際需求，同時(shí)還推進(jìn)了土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的持續(xù)發(fā)展。