优化技术在土建结构工程设计中的应用

优化技术在土建结构工程设计中的应用

Summary：对于土木工程来说，只有高质量的工程设计才能提高其质量，降低其施工成本。因此，如何有效地运用土建工程设计的优化技术，是当前建筑施工企业关注和重视的焦点。基于此，本文主要分析了优化技术在土木结构工程设计中的应用价值和意义。然后分析了优化技术的设计原理和土木结构工程设计的主要优化方法。最后，研究了优化技术在土木结构设计中的具体应用。Keys：优化技术；土建结构；抗震；安全前言：在建筑行业的飞速发展的情况下，土建结构工程的安全性与耐久性也越来越受到重视，优化技术在土木结构工程设计中的有效融合，有利于满足住宅建设的质量要求，提高其经济效益和社会效益。因此，建筑的结构设计必须进一步优化，来提高土建工程技术水平，为土建工程质量奠定坚实基础，只有这样，才能充分满足人们对住宅建设的实际需求，促进建筑行业的长远发展。1、优化技术在结构设计应用价值随着经济的发展人们的物质生活水平也有了很大的提升，对建筑结构的质量也提出了更高的要求，但是当前建筑结构的设计工作还有很多问题，需要专业的人员进行更深层次的研究，探究出及时有效的解决办法。建筑工程的特殊性决定了只有保证建筑结构设计的优化效果，才能提高建筑结构的安全性和稳定性，这对提高建筑工程质量，促进建筑业的稳定发展具有重要意义。结构设计是工民建筑工程的基础，是工程造价、工程质量以及工程施工的关键。目前，工民建行业面临着各种各样的竞争。按照经济、适用、合理的原则进行工民建结构优化设计和工民建设计，不仅可以控制工程造价，而且可以提高企业的市场竞争力。优化技术在土木结构工程设计中的有效集成，有利于保证工程的整体质量，减少企业的投资资金，实现企业自身经济效益的最大化。与传统的技术理念相比，优化技术有了很大的变化，而且它可以降低工程造价，效果非常显著。另外，合理有效地运用优化技术可以更好地选择和选择建筑材料，且同时也能很好地协调建筑各施工环节之间的内在关系，从而保证施工的质量和安全，保障人民群众生命财产的安全。2、土建结构设计原则无论什么样的项目在施工前期要进行设计工作，土建结构工程也是如此，项目设计必须由专业人员进行，同时在设计期间也必须坚持相应的设计原则。不能因为设计的及时而延误工程的正常施工，因此必须在土建结构工程的前期完成设计，并保证设计方案的可行性，以满足客户的需求。结构设计应采用简洁明确的结构体系，合理布置结构构件形成直接可靠的传递路径，这样才能使结构计算模型更接近实际状态，才能更精确地对结构的位移情况、内力和薄弱部位进行分析计算，从而指导设计人员在不同的部位采取相应的构造措施，保证建筑结构抗震性能。土建结构工程设计完成后，施工方案必须经专业部门审核，批准后方可进行正常施工。如果施工方案存在潜在的问题，或者有需要纠正和调整的地方，必须在有关部门的指挥下，对相应的施工方案进行调整，施工方案经专业部门批准后，方可施工。为了更好地探索这些准则的精确解，一般情况下，人们会用迭代的方法来实现，因此，必须有丰富的实践经验和理论作为应用优化准则方法的依据，并通过研究分析得到最终解，从而完成优化设计。总之，在建筑结构设计过程中，需要严格按照规范的具体规定及要求来进行设计，注重概念设计，全面提高结构的抗震性能，以增强建筑物整体的稳定性和安全性，有效减少地震发生时所带来的危害，为建筑行业的健康、稳定发展奠定良好的基础。3、土建结构设计优化技术措施3.1做好基础设计工作由于地基土分为不同土层，且不同土层的厚度、力学性质、成分等都存在着较大的差异，因此一旦房屋修建完成，地基就会在房屋所施加的压力下发生不同程度的沉降。在建筑结构基础设计工作当中需要既对工程的要点进行有针对性的控制，综合各方面的影响因素如环境等等，考虑可能出现的各种问题与风险，制定风险预案，同时还要从实际出发，实事求是，具体工作中要有一定的灵活性，贯彻落实动态性原则，全面提高建筑结构基础设计工作的科学性。设计人员应根据建筑物具体情况、基础形式来做好建筑工地地质勘测工作。地基基础形式分为独立型、基础型、桩型、条形等，根据承载力和变形的基本要求，设计人员要结合工民建实际要求做好地质勘察工作，并根据地质勘测报告情况通过相关计算来做好基础设计。不同的建筑有不同的需求，需要发挥不同的功能，加强对建筑物基础选址工作环节的关注，提高建筑基础最终确定方案的合理性，并对建筑设计地质资料的研究和综合考察，基础验算界面抗弯能力决定基础配筋标准，地基承载力和变形决定了基础地面尺寸等，这些都需要设计人员严格按照工民建结构设计规范标准来计算和验算相关参数，从而做到基础设计严谨。最后土建结构基础设计方案出来后，设计单位应当组织专家、监理及施工方案等参建方对其开展审核，若发现有不当或者错误。3.2科学运用优化方法在土木结构工程中运用优化技术时，要对每一个工作细节进行优化，并高度重视施工细节的重要性。工民建结构各个层面的稳定性主要还是要考虑梁、柱、楼板的设计，并确定其相应的混凝土用量。特别要避免拉梁问题引发的安全隐患出现，因此根据工民建结构基础做好柱、梁、楼板的等方面内容设计，从而保证各层面实现良好稳定性。在设计过程中，需要采取以下优化措施:(1)减震设计结构整体分析时，可采用动力时程分析法或者考虑附加阻尼比和有效刚度的振型分解反应谱法，结构整体指标应满足规范限值要求；构件设计时，对于减震装置相连的构件应采用动力时程分析法，对不与减震装置相连的构件，可采用考虑附加阻尼比和有效刚度的振型分解反应谱法。(2)重视连续梁的优化设计，确保连续梁设计与单梁设计有明显差异，科学规划梁支架配筋。由于连梁连接两片剪力墙，如果设计中延性、抗震性考虑不足，容易存在安全隐患。因此需要根据跨数、荷载、承重与非承重等因素来做好框架主梁截面尺寸的设计。要对悬臂梁截面进行有效的设计，尽可能地削弱应力，增强其受力能力，从而有效地避免在应力影响下的变形现象。(3)柱的设计应满足承载力、抗震和最小截面要求，柱截面尺寸一般根据轴压比限制来进行设计，为了保证结构柱能有较强的承载力，有必要加强结构柱的优化设计，努力改善结构柱下重要承重梁的受力性能。加强承重柱的优化设计，在设计过程中，尽可能保持承重柱有足够有效的截面高度，从而有效提高建筑物的质量和有效延长施工的使用时间。(4)工民建楼板结构是整个结构中的重要内容，主要分为双向板和单向板。双向板的厚度要比单向板薄一点，为了使楼板整体配筋更均匀，受力更合理，一般通过次梁使楼板设计为双向板结构。双向板和单向板的厚度一般收跨数、荷载和使用实际情况影响，设计厚度还需要考虑配筋的相关参数。3.3提高建筑结构整体抗震性能对于建筑结构设计的工作中所体现出来的复杂性、专业性以及精确性，要求设计人员在自身具备极为专业的知识与技能的基础上，不断进行理论的更新，并结合结构设计的实际情况对设计实行严格的要求标准。最近几年，涌现出一种新型的设计理念---概念设计，其最终的目的是增强建筑的牢固性及安全性。因为建筑使用周期相对较长，在使用期间会因诸多因素导致建筑自身的使用能力减弱，所以为提升建筑的使用能力，必须运用优化技术，即概念设计理念，假设在设计土建结构工程时潜在一些问题，则建筑成品也会出现问题，产生的后果也是不堪设想的，所以有必要强化概念设计，以有效运用优化技术。墙、柱等竖向构件是支撑结构的重要构件，也是关键的地震抗侧力构件，墙柱一旦被破坏，则可能引起整个结构的倒塌，后果极其严重，因此在抗震概念设计中，应保证墙柱承载力及延性高于梁，在地震作用下，梁先于墙柱破坏，消耗部分地震能量，保证墙柱的抗倒塌能力，充分发挥各结构构件的抗震性能，一般可采用增大柱端弯矩设计值的方法来实现“墙柱弱梁”的设计。对于存在薄弱部位的结构，应加强其承载力及延性，防止因薄弱部位构件破坏而导致整体结构被破坏。结构的整体性指标（如稳定性、刚度比、变形等）应严格控制在规范允许的限制内。最后还需要对构件的变形性能做出详细的荷载分析，以确保构件的荷载能力足够在整个工民建结构设计中可以应对不同的变形状况发生，从而确保工民建建设的安全稳固。4、结语总之，对土建结构工程设计而言，优化技术对其的意义重大，所以在设计中有效融合优化技术必然会成为一个主要的发展方向。设计人员应充分利用大数据