李運(yùn)超

（貴陽(yáng)市建筑設(shè)計(jì)院有限公司 貴州省貴陽(yáng)市 550000）

引言

隨著近些年土木工程領(lǐng)域的持續(xù)性發(fā)展，土木工程建筑數(shù)量的不斷增多，這一背景之下土木工程的施工安全性問題也顯得更加突出。土木工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)非常重要，屬于建筑在整個(gè)設(shè)計(jì)、施工周期中的關(guān)鍵性項(xiàng)目任務(wù)，不僅會(huì)直接決定施工成效，確定施工質(zhì)量，同時(shí)還會(huì)間接影響施工的經(jīng)濟(jì)效益，決定建筑企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)。對(duì)此，為了更好的提高建筑建設(shè)價(jià)值，探討土木工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化具備顯著經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

1 土木工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本內(nèi)容

就當(dāng)前而言，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容非常多，需要根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)落實(shí)具體的設(shè)計(jì)方案。①需要根據(jù)建筑物本身的使用性能進(jìn)行劃分，如工業(yè)建筑和民用建筑。②需要按照建筑的大小、層高等進(jìn)行劃分。③需要根據(jù)建筑的結(jié)構(gòu)材料進(jìn)行劃分，如砌體、木、鋼筋混凝土以及混合等結(jié)構(gòu)。④需要根據(jù)結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行劃分，如排架結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)以及剪力墻結(jié)構(gòu)等。

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，內(nèi)容主要涉及到兩點(diǎn)：①結(jié)構(gòu)程序。建筑物的設(shè)計(jì)涉及到建筑設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、給排水設(shè)計(jì)、暖氣通風(fēng)設(shè)計(jì)以及電氣設(shè)計(jì)等。不同部分的設(shè)計(jì)都必須遵循四個(gè)基礎(chǔ)原則，也就是功能、美觀、經(jīng)濟(jì)以及環(huán)保。建筑結(jié)構(gòu)屬于建筑物使用功能、使用安全性的基礎(chǔ)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)屬于建筑物設(shè)計(jì)的基本性項(xiàng)目，其過程主要有方案的設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)的分析、構(gòu)件的設(shè)計(jì)以及施工圖紙的繪畫；②結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求。為了更好的確保結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可靠性，在設(shè)計(jì)中必須遵循基本的要求，一方面計(jì)算內(nèi)容。結(jié)構(gòu)構(gòu)件具備一定的承載力，在設(shè)計(jì)時(shí)必須保障構(gòu)件能夠滿足承載值，計(jì)算出疲勞強(qiáng)度從而保障設(shè)計(jì)安全性。另一方面結(jié)構(gòu)多種作用效應(yīng)同時(shí)發(fā)生時(shí)，明確不同結(jié)構(gòu)下的效應(yīng)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)不安全組合現(xiàn)象。

2 基于土木工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化方法

伴隨著近些年技術(shù)方面的不斷成熟和改進(jìn)，在土木工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面新技術(shù)的應(yīng)用也顯得非常重要。對(duì)此，為了持續(xù)有效的提高土木工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)效益，下面提出一種可用于土木工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的技術(shù)。

2.1 建筑信息模型技術(shù)

建筑信息模型技術(shù)屬于當(dāng)代社會(huì)比較常見的一項(xiàng)技術(shù)，這一技術(shù)屬于從國(guó)外引進(jìn)的技術(shù)，該技術(shù)的合理應(yīng)用會(huì)直接影響我國(guó)土木工程領(lǐng)域的發(fā)展效益，同時(shí)隨著建筑信息模型技術(shù)的不斷成熟與持續(xù)性發(fā)展，在工程領(lǐng)域中的應(yīng)用也逐漸從以往的二維設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變成為了三維設(shè)計(jì)，不僅提高了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的實(shí)效性，同時(shí)方案本身的完善性以及可用性也在隨之提升。另外，合理應(yīng)用建筑信息模型技術(shù)還能夠更好的建設(shè)關(guān)于建筑的數(shù)據(jù)庫(kù)，將不同的設(shè)計(jì)方案儲(chǔ)存當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)設(shè)計(jì)或相關(guān)難題的攻克。建筑信息模型技術(shù)的合理應(yīng)用可以體現(xiàn)在項(xiàng)目的整個(gè)周期當(dāng)中，在項(xiàng)目的不同階段當(dāng)中技術(shù)的應(yīng)用目的并不相同，借助信息的插入、提取以及修改等措施，實(shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化改進(jìn)。

建筑信息模型技術(shù)的應(yīng)用特征主要體現(xiàn)在三個(gè)層面上：①信息的集成化。建筑信息模型技術(shù)信息層面上的集成主要是在于設(shè)計(jì)過程中的集成以及設(shè)計(jì)信息的集成。按照建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)需求，在土木工程項(xiàng)目當(dāng)中可以借助對(duì)信息模型的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)信息的轉(zhuǎn)移，應(yīng)用相應(yīng)專業(yè)的設(shè)計(jì)信息集成在模型當(dāng)中，從而促使建筑信息的模型可以具備更多的信息集成性特征，在設(shè)計(jì)平臺(tái)中，專業(yè)人員可以在平臺(tái)上進(jìn)行相應(yīng)的操作，這也是實(shí)現(xiàn)多專業(yè)設(shè)計(jì)人員共同參與、交互性設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)原因，從而實(shí)現(xiàn)集成化設(shè)計(jì)的最終效果。土木工程建筑項(xiàng)目中信息模型的應(yīng)用最為突出的一點(diǎn)便是數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用，其能夠有效的記錄建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的項(xiàng)目，同時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中所記錄的信息都是以三維的形式為主，這一種數(shù)據(jù)庫(kù)所能夠記錄的信息資源非常多，例如建筑結(jié)構(gòu)的基本空間信息、其中部分構(gòu)件的具體尺寸與大小、材料的使用信息以及建筑稱重結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等，這一些信息都可以為建筑安全性分析以及后續(xù)其他建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等提供有力的數(shù)據(jù)支持，相對(duì)于以往依賴于CAD進(jìn)行的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而言，不僅設(shè)計(jì)的實(shí)效性更加突出，同時(shí)信息本身可以以更加突出、直觀的方式表現(xiàn)出來(lái)；②協(xié)同設(shè)計(jì)。借助建筑信息模型技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)多個(gè)領(lǐng)域共同參與設(shè)計(jì)的作用，在一個(gè)土木工程建筑設(shè)計(jì)的平臺(tái)當(dāng)中，可以為設(shè)計(jì)部門、施工部門、業(yè)主等不同人員提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)資料信息，不僅可以更好的優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的效果，同時(shí)還能夠從多個(gè)方面不斷的調(diào)整與優(yōu)化建筑設(shè)計(jì)方案，業(yè)主可以根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)度提出個(gè)性化要求，而設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)業(yè)主要求以及施工部門所提出的建議進(jìn)行針對(duì)性，這也是提高設(shè)計(jì)實(shí)效性的有效方式。同時(shí)，在土木工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面合理應(yīng)用建筑信息模型技術(shù)，還能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化結(jié)構(gòu)建設(shè)，在設(shè)備管線之間實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)性的安全性監(jiān)測(cè)，進(jìn)而促使設(shè)計(jì)的成果不會(huì)與實(shí)際施工、安全性要求等形成沖突，減少設(shè)計(jì)人員的修改工作量；③傳遞性設(shè)計(jì)。在土木工程建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方面合理應(yīng)用建筑信息模型技術(shù)，能夠讓不同的數(shù)據(jù)信息實(shí)現(xiàn)關(guān)聯(lián)性的結(jié)合，尤其是在設(shè)計(jì)與修改等過程中所能夠體現(xiàn)的價(jià)值較高，因?yàn)榻ㄖ旧淼恼w性比較強(qiáng)，所以在修改一個(gè)內(nèi)容之后往往會(huì)引發(fā)其他方面的變化，從而形成關(guān)聯(lián)效應(yīng)。對(duì)此，在應(yīng)用建筑信息模型技術(shù)后，在修改一個(gè)信息后可以自動(dòng)對(duì)后續(xù)的信息給予相應(yīng)的修改，并自動(dòng)化的傳遞并形成全新的圖紙，在無(wú)法計(jì)算時(shí)會(huì)提出提示，從而讓設(shè)計(jì)人員針對(duì)性的修改。與此同時(shí)，建筑信息模型技術(shù)還能實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)際施工的模擬化演示，這也是保障設(shè)計(jì)方案更好應(yīng)用于實(shí)際的有效途徑。

2.2 借助信息模型技術(shù)優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法

2.2.1 數(shù)據(jù)信息化的應(yīng)用

建筑信息模型技術(shù)的合理應(yīng)用是當(dāng)代建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的一種代表性穿心，其能夠?qū)崿F(xiàn)多種信息的統(tǒng)一性建設(shè)與處理，這一特征相對(duì)于以往以CAD為主的軟件設(shè)計(jì)方式而言具備的優(yōu)勢(shì)更加突出，其能夠更好的應(yīng)用在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作當(dāng)中。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員可以合理使用建筑信息模型技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)工程信息的準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)性處理，在設(shè)計(jì)中可以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)，借助數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)對(duì)工程信息的隨時(shí)性查詢，同時(shí)信息之間的融合性、關(guān)聯(lián)性也會(huì)更加突出，結(jié)構(gòu)之間的關(guān)聯(lián)性會(huì)更加明顯，這一種數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)可以更好的減少設(shè)計(jì)時(shí)間以及設(shè)計(jì)工作量，尤其是在設(shè)計(jì)方案修改方面的作用非常突出，可以顯著減少甚至是杜絕修改工作。在設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)人員可以隨時(shí)查詢數(shù)據(jù)資料，這也是保障結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)全面性與效率的有效途徑。

2.2.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容更加合理

以以往的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而言，圖紙的應(yīng)用價(jià)值較高，同時(shí)在圖紙?jiān)O(shè)計(jì)方面其主要的工作量都是以修改為主，在修改之后出現(xiàn)各類問題的可能性也比較多，例如有可能在修改之后結(jié)構(gòu)本身存在不安全特性，也有可能在修改后方案無(wú)法施工落實(shí)，所以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)工作量相對(duì)較大。土木工程的建筑結(jié)構(gòu)本身的特點(diǎn)在于穩(wěn)定性和安全性，假設(shè)這一層面上的設(shè)計(jì)不完善，便會(huì)形成嚴(yán)重的安全性隱患，這也就要求土木工程的結(jié)構(gòu)必須保持較高的整體安全性，想要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，就需要在場(chǎng)地、建筑結(jié)構(gòu)等多個(gè)方面進(jìn)行深入性的分析，場(chǎng)地本身的實(shí)際情況也會(huì)間接影響建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)效果，所以合理應(yīng)用地理信息系統(tǒng)可以確保采集信息的合理性，促使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中各個(gè)信息因素的合理掌握，從而提高圖紙?jiān)O(shè)計(jì)準(zhǔn)確性。

2.2.3 統(tǒng)一性設(shè)計(jì)

在土木工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域中，合理采用建筑信息模型技術(shù)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)視覺傳達(dá)效果的優(yōu)化作用，同時(shí)還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)建筑本身的光源、外貌、材質(zhì)屬性等多個(gè)方面的表現(xiàn)與分析，可以在設(shè)計(jì)中融合多種信息數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)人員可以對(duì)建筑的節(jié)能效益、自然光照射以及舒適度、美觀性等進(jìn)行直觀的分析，從而確保設(shè)計(jì)方案本身的合理性。建筑信息模型技術(shù)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中可以實(shí)現(xiàn)較為突出的實(shí)際表現(xiàn)作用，其能夠?qū)υO(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)以演示的方式表現(xiàn)出來(lái)，這一種表現(xiàn)效果相對(duì)于以往的效果圖而言具備更強(qiáng)的渲染力，在設(shè)計(jì)階段更好的表現(xiàn)設(shè)計(jì)成效，從而提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)效果。

2.2.4 模型建設(shè)的應(yīng)用

在設(shè)計(jì)過程中合理應(yīng)用模型，不僅是減少和降低修改錯(cuò)誤率的有效方式，同時(shí)也是提高設(shè)計(jì)實(shí)效性的突出方法。以鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)為例，其能夠確保建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的效果，通過建模的結(jié)構(gòu)處理可以實(shí)現(xiàn)對(duì)連接、加強(qiáng)件等多個(gè)方面的設(shè)計(jì)問題改進(jìn)，通過模型明確梁體的高度以及連接部分施工中所需要注意的問題，從而提高設(shè)計(jì)與施工質(zhì)量。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在土木工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中，合理應(yīng)用建筑信息模型技術(shù)能夠顯著提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)效性，促使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的質(zhì)量、效率以及全面性得到顯著的提升，同時(shí)還能夠最大程度的降低和控制在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面出錯(cuò)的概率，減少設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)工作量。另外，建筑信息模型技術(shù)的合理應(yīng)用可以更好的滿足當(dāng)代建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的實(shí)際要求，但是也間接對(duì)設(shè)計(jì)人員提出了比較苛刻的要求，需要設(shè)計(jì)人員具備扎實(shí)的技術(shù)應(yīng)用能力以及設(shè)計(jì)素質(zhì)，這也是今后需要高度重視人才培養(yǎng)的主要原因，從而最終實(shí)現(xiàn)企業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)化發(fā)展。