宋春草 趙亞莉

（鄭州工商學(xué)院 河南省鄭州市 450000）

引言

在進(jìn)行土建工程建設(shè)中，土建結(jié)構(gòu)的工程設(shè)計(jì)工作尤為重要，它影響著土建工程項(xiàng)目的質(zhì)量和水平。而利用優(yōu)化技術(shù)進(jìn)行土建結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)可以使土建結(jié)構(gòu)內(nèi)部設(shè)計(jì)中各個(gè)部分、各個(gè)單元都能實(shí)現(xiàn)完美協(xié)調(diào)，在保障土建工程的高質(zhì)量的同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)土建工程的美觀性和實(shí)用性。但在實(shí)際的土建結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)工作中，設(shè)計(jì)人員對(duì)于優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用技巧和方式掌握的還不夠熟練，所以必須對(duì)其應(yīng)用方式和技巧等各方面知識(shí)進(jìn)行深入研究，以不斷提高土建結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)工作的質(zhì)量和水平。

1 優(yōu)化技術(shù)在土建結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

當(dāng)今建筑行業(yè)中土建結(jié)構(gòu)的工程設(shè)計(jì)仍然存在一些問(wèn)題需要多加注意。

1.1 設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)能力影響優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用效果

相比起傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)技術(shù)，優(yōu)化技術(shù)在土建結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)中優(yōu)勢(shì)明顯，但相對(duì)應(yīng)的其設(shè)計(jì)難度也比較大，對(duì)設(shè)計(jì)人員的技術(shù)和能力都有著較高的要求。但在實(shí)際的設(shè)計(jì)過(guò)程中，由于一些設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)水平有限、設(shè)計(jì)理念不科學(xué)、設(shè)計(jì)內(nèi)容考慮不周全等原因造成的土建結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)不合理，使優(yōu)化技術(shù)不能發(fā)揮出真正的價(jià)值[1]。

1.2 設(shè)計(jì)人員在土建結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)中忽視建筑的藝術(shù)性和美感

為追求工作效率或者只關(guān)注建筑實(shí)用性與安全性，從而忽視建筑設(shè)計(jì)的美感和藝術(shù)感的問(wèn)題也是設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過(guò)程中比較容易失誤的地方?，F(xiàn)代社會(huì)中人們對(duì)于生活品質(zhì)的高追求體現(xiàn)在建筑物上就是對(duì)其藝術(shù)感和美感的追求，建筑物作為提供給人生活、辦公或者娛樂(lè)的場(chǎng)所，在保障安全性的基礎(chǔ)上也要考慮到使用者的感官體驗(yàn)。

2 優(yōu)化技術(shù)在土建結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用策略

2.1 優(yōu)化技術(shù)在土建結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用原則

2.1.1 設(shè)計(jì)時(shí)要注意土建結(jié)構(gòu)的使用壽命

在土建結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)中要充分注意到建筑物的使用壽命問(wèn)題，要符合國(guó)際上要求的土建結(jié)構(gòu)建設(shè)使用壽命標(biāo)準(zhǔn)。因此，設(shè)計(jì)人員要在理念上引起重視，要加深對(duì)土建結(jié)構(gòu)使用壽命問(wèn)題的研究和理解，并經(jīng)過(guò)多次的模擬實(shí)驗(yàn)對(duì)自己測(cè)出使用壽命結(jié)果加以驗(yàn)證之后再進(jìn)行正式的設(shè)計(jì)工作。在這一過(guò)程中要充分考慮到土建工作中的各個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)土建結(jié)構(gòu)使用壽命的影響因素，比如施工、養(yǎng)護(hù)、管理等，這樣才能盡量使設(shè)計(jì)出的建筑結(jié)構(gòu)真正的使用壽命達(dá)到預(yù)期的效果[2]。

2.1.2 對(duì)土建結(jié)構(gòu)耐久性問(wèn)題加強(qiáng)關(guān)注

土建工程在建造和使用的過(guò)程中其耐久性很容易受到建筑環(huán)境的影響，而且附近的各種有害化學(xué)物質(zhì)都會(huì)降低其耐久性。此外，交通、地震、風(fēng)力以及疲勞載荷的問(wèn)題都對(duì)土建結(jié)構(gòu)的耐久性和安全性起著重要的影響。所以，在優(yōu)化土建結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)的過(guò)程中，以上的因素都要充分考慮到，以避免土建結(jié)構(gòu)耐久性不高，埋下安全隱患。

2.1.3 考慮疲勞荷載情況下土建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案

土建結(jié)構(gòu)在使用過(guò)程中承擔(dān)著重要的荷載作用，而且這種荷載作用是動(dòng)態(tài)的，對(duì)土建結(jié)構(gòu)不斷產(chǎn)生反應(yīng)和影響，會(huì)使土建結(jié)構(gòu)在這一過(guò)程中發(fā)生震動(dòng)，甚至在長(zhǎng)期的作用力影響下產(chǎn)生結(jié)構(gòu)疲勞損傷，日積月累，這種損傷會(huì)越來(lái)越大。而且在實(shí)際的土建結(jié)構(gòu)工程建筑過(guò)程中，采用的建筑材料并不能真正的達(dá)到均勻和連續(xù)的狀態(tài)，還會(huì)出現(xiàn)一些細(xì)小的瑕疵，雖然不明顯，但在使用過(guò)程中由于荷載作用的影響，這些小瑕疵會(huì)逐漸由一些小問(wèn)題變成大問(wèn)題，如果沒(méi)有在設(shè)計(jì)之前就考慮到這些問(wèn)題，致使其后期漸漸惡化，從而影響整個(gè)土建結(jié)構(gòu)的安全性。所以在土建結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)過(guò)程中，不僅要考慮建筑結(jié)構(gòu)的整體性，更要注意到土建結(jié)構(gòu)的局部問(wèn)題和細(xì)節(jié)問(wèn)題，如果其結(jié)構(gòu)局部出現(xiàn)問(wèn)題失去效果，最終“千里之堤，潰于蟻穴”，從而使整個(gè)土建結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和建筑都毫無(wú)意義。

2.2 優(yōu)化技術(shù)在土建結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)中的優(yōu)化方法

2.2.1 優(yōu)化準(zhǔn)則法

這種優(yōu)化方法要求設(shè)計(jì)人員在土建結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)中從土建工程自身的結(jié)構(gòu)入手，以此為中心。優(yōu)化準(zhǔn)則法使用在土建結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)中時(shí)，迭代法成為其最好的實(shí)現(xiàn)方式。所以，土建結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過(guò)程中運(yùn)用優(yōu)化準(zhǔn)則法時(shí)必須要有豐富而充足的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)，然后進(jìn)行仔細(xì)地分析和深入的研究，最終得出最科學(xué)合理的結(jié)論。

優(yōu)化準(zhǔn)則法由于其簡(jiǎn)單易懂的優(yōu)化設(shè)計(jì)原理得到土建設(shè)計(jì)人員的廣泛青睞，但這也不能否定它自身存在的一些不足和缺陷，它的有效應(yīng)用必須是在土建結(jié)構(gòu)布局完全形成的情況下才能實(shí)現(xiàn)。這樣一來(lái)，它的使用能力和使用范圍就被局限起來(lái)，設(shè)計(jì)人員在運(yùn)用時(shí)必須要注意到這一點(diǎn)。

2.2.2 數(shù)學(xué)規(guī)劃法

力學(xué)設(shè)計(jì)的水平影響著結(jié)構(gòu)物的效果和質(zhì)量，沒(méi)有合理而科學(xué)的結(jié)構(gòu)力學(xué)設(shè)計(jì)，是無(wú)法滿(mǎn)足建筑物在實(shí)際使用過(guò)程中對(duì)承重質(zhì)量和承重力量的要求的，而且這種力學(xué)設(shè)計(jì)上導(dǎo)致的建筑物質(zhì)量問(wèn)題是非常不利而且很難做出有效評(píng)估的。在此基礎(chǔ)上，數(shù)學(xué)規(guī)劃法的優(yōu)勢(shì)就得到明顯的體現(xiàn)，它是以建筑物的結(jié)構(gòu)力學(xué)問(wèn)題為設(shè)計(jì)切入點(diǎn)，從而能夠達(dá)到對(duì)土建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的有效規(guī)劃和優(yōu)化。如果能夠科學(xué)合理的將數(shù)學(xué)規(guī)劃法使用到土建結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)中，就能使設(shè)計(jì)過(guò)程中用到的設(shè)計(jì)工程變量數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化，從而使整個(gè)工程設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)合理化、科學(xué)化。

2.3 優(yōu)化技術(shù)在土建結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用

2.3.1 常見(jiàn)的土建結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)問(wèn)題及優(yōu)化措施

土建結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)中應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)重要目的是為保障建筑工程的安全性和穩(wěn)定性，而在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中就必須要注意到各個(gè)環(huán)節(jié)的安全性以及其實(shí)用性。所以，在世界土建設(shè)計(jì)過(guò)程中要注意到其中容易出現(xiàn)的問(wèn)題，并采用相應(yīng)的優(yōu)化措施，這里做幾個(gè)舉例。

（1）在設(shè)計(jì)過(guò)程中為了防止出現(xiàn)地震災(zāi)害時(shí)抗震縫之間發(fā)生碰撞，就要適當(dāng)加大抗震縫之間的寬度。

（2）懸挑梁的設(shè)計(jì)要注意合理性、保準(zhǔn)性，為有效降低其截面應(yīng)力作用可設(shè)置成截面，這樣一來(lái)就能有效防止梁體發(fā)生變形。

（3）為保證承重柱的截面高度足夠充足，在土建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中就要注意控制好梁柱的線(xiàn)剛度比，這樣就能提高承重柱的抗震能力，從而保障建筑工程的安全性和穩(wěn)定性。

（4）在進(jìn)行土建結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)于構(gòu)造柱問(wèn)題也要加以注意，最好要在設(shè)計(jì)時(shí)將其按照承重柱的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，以實(shí)現(xiàn)更好的支撐作用。

2.3.2要將實(shí)用性與藝術(shù)性相結(jié)合

土建工程項(xiàng)目最終是為人們提供安全優(yōu)質(zhì)的生活和工作環(huán)境的，所以其實(shí)用性和安全性必須要高，同時(shí)還要注意融入一些藝術(shù)性元素。在實(shí)際的土建結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)工作中，設(shè)計(jì)人員要將建筑設(shè)計(jì)方案不斷進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，將建筑實(shí)用性和藝術(shù)性進(jìn)行巧妙融合。例如：在設(shè)計(jì)中，可以根據(jù)對(duì)稱(chēng)原理合理安排和布局，這樣不僅可以有效降低建筑物在過(guò)大的荷載作用中土建結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的損傷，還提升了建筑物的視覺(jué)美感。

3 小結(jié)

經(jīng)過(guò)上述討論，我們已經(jīng)對(duì)優(yōu)化設(shè)計(jì)在土建結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)中會(huì)發(fā)生的問(wèn)題和解決方式都有一定的了解，也深刻體會(huì)到土建結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)的復(fù)雜性和專(zhuān)業(yè)性以及其對(duì)于建筑工程安全和質(zhì)量的重要影響。所以，在土建工程項(xiàng)目建設(shè)中，要加大對(duì)土建結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)的重視程度，深入研究?jī)?yōu)化技術(shù)在土建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的應(yīng)用方式和技巧，嚴(yán)格按照科學(xué)合理的優(yōu)化原則進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化，以保障設(shè)計(jì)工作的質(zhì)量和水平，從而為人們提供更加優(yōu)質(zhì)安全的生活場(chǎng)所。