摘 要：目前，我國(guó)的建筑行業(yè)正處于高速發(fā)展階段，建筑需求變大，建筑工程數(shù)量也越來越多，而與之相聯(lián)系的安全性問題也得到越來越多的關(guān)注。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在整個(gè)建筑工程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。本文主要以土木建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為核心，分析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的某些問題，根據(jù)問題提出相關(guān)解決方案，探討建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方案。

關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);困境分析;結(jié)構(gòu)優(yōu)化

文章編號(hào)：2095-4085（2020）09-0123-02

1 土木工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方式探究

1.1 土木工程建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)模型分析

1.1.1 設(shè)計(jì)變量選擇

社會(huì)發(fā)展越來越快，人們對(duì)房屋使用要求不斷提高，提高房屋設(shè)計(jì)質(zhì)量不僅能夠滿足人們的使用要求，還能夠大幅度增加其使用價(jià)值，包括美學(xué)價(jià)值、經(jīng)濟(jì)價(jià)值以及社會(huì)價(jià)值。與此同時(shí)，加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，還能夠全面降低建筑投資成本，節(jié)約施工材料，同時(shí)又能對(duì)建筑周圍的環(huán)境給予保護(hù)，為用戶打造出一個(gè)優(yōu)質(zhì)的居住環(huán)境和工作環(huán)境。對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，就是在原始設(shè)計(jì)方案的基礎(chǔ)上改進(jìn)與完善房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及設(shè)計(jì)變量的合理化選擇，良好的設(shè)計(jì)變量選擇使房屋建筑模型更為融洽，其房屋剩余空間資源得到充分利用，進(jìn)一步滿足人們對(duì)房屋的實(shí)際使用需求，保障房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系的合理和安全。

1.1.2 設(shè)計(jì)約束條件

建筑模型設(shè)計(jì)的目的是提高并且穩(wěn)定房屋的質(zhì)量。因此，模型設(shè)計(jì)的前提必須要有設(shè)計(jì)的約束條件。結(jié)構(gòu)上的約束是指將可能的操作方法限在一定的范圍內(nèi)。結(jié)構(gòu)約束的價(jià)值在于房屋的內(nèi)部特性決定了房屋質(zhì)量的好壞，有了這些約束條件，整個(gè)房屋才具有可靠的穩(wěn)定性和耐久性。

1.2 土木工程建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化計(jì)算方案分析

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)多個(gè)變量、多個(gè)約束條件，屬于一個(gè)非線性的優(yōu)化問題，設(shè)定計(jì)算方案時(shí)，常將有約束條件轉(zhuǎn)變?yōu)闊o約束條件來計(jì)算。常用的方法有拉氏乘子法、符合型法、Powell等。完成計(jì)算方案的設(shè)定后只需編制相應(yīng)適用的運(yùn)算程序即可得到我們的最終優(yōu)化結(jié)果。

2 土木工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)困境分析

2.1 建筑施工相關(guān)技術(shù)人員素養(yǎng)需提升

高素養(yǎng)的相關(guān)技術(shù)人員能增強(qiáng)建筑行業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。

我國(guó)在建筑行業(yè)的快速發(fā)展，相關(guān)技術(shù)人員的素養(yǎng)也有待提高。高素質(zhì)施工技術(shù)人員可以快速學(xué)習(xí)新知識(shí)，新技術(shù)，掌握新方法;各部門之間相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行的有效溝通，分享交換意見，可以更好的完成建筑施工要求; 當(dāng)面對(duì)突發(fā)事件，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)沉著冷靜分析，快速找到問題所在，并解決問題;與此同時(shí)，提高相關(guān)技術(shù)人員的效率，可以幫助節(jié)約企業(yè)成本，使企業(yè)在建筑行業(yè)能更好的生存與發(fā)展。

2.2 環(huán)境形勢(shì)日益嚴(yán)峻

隨著我國(guó)建筑行業(yè)快速的發(fā)展，各種環(huán)境問題也日益突出，污染嚴(yán)重的建筑環(huán)境不僅對(duì)企業(yè)的發(fā)展有影響，對(duì)整個(gè)城市的環(huán)境也會(huì)造成污染，與可持續(xù)發(fā)展相違背，因此，解決環(huán)境問題迫在眉睫。

在建筑施工時(shí)，會(huì)伴隨著有塵土污染和噪音污染。長(zhǎng)期吸入飛塵，以及突發(fā)性的噪音污染，會(huì)阻礙施工人員的進(jìn)度，影響當(dāng)?shù)鼐用裆?，?duì)周圍居民的身體造成一定傷害。廢棄物，水的污染，土壤污染等，更會(huì)破壞當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)系統(tǒng)，引起水土流失，土壤污染等環(huán)境問題。因此， 土木工程的可持續(xù)發(fā)展才是當(dāng)代工程師的著眼方向。

2.3 土木工程設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性偏低

建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與安全問題緊密聯(lián)系，如果建筑物結(jié)構(gòu)有較強(qiáng)穩(wěn)定性，當(dāng)建筑物受到其他因素?fù)p害時(shí)，它的整體結(jié)構(gòu)并不會(huì)有太大損失。相反，不僅危害施工員的安全，也會(huì)對(duì)企業(yè)造成巨大損失。建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與多種因素有關(guān)，建筑施工人員應(yīng)當(dāng)全面考慮各種因素，并提出解決措施。

縱觀我國(guó)目前情況，土木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性偏低。土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有待提高，面臨突發(fā)問題時(shí)解決問題的能力也有待提高。土木建設(shè)結(jié)構(gòu)中會(huì)出現(xiàn)損壞，倒塌等問題。如峨眉山地震、汶川地震引起的房屋倒塌和人員傷亡，因此，時(shí)刻謹(jǐn)記土木工程穩(wěn)定性的重要性。

2.4 節(jié)能設(shè)計(jì)關(guān)注不夠

與西方國(guó)家相比，我國(guó)在土木工程建筑行業(yè)在節(jié)能設(shè)計(jì)環(huán)保的時(shí)間上相對(duì)較短，因此，存在一定的差距。

土木建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中過多的消耗能源，不僅會(huì)影響社會(huì)的發(fā)展，更會(huì)污染大氣環(huán)境，不符合可持續(xù)發(fā)展道路。例如：過多消耗能源會(huì)加劇臭氧層的破壞，引起溫室效應(yīng)，冰川融化;隨著建筑行業(yè)快速發(fā)展，建筑需求越來越大，與此同時(shí)，因建筑產(chǎn)生的垃圾也越來越多，過多的建筑垃圾會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境，因此，推廣建筑節(jié)能設(shè)計(jì)迫在眉睫。

3 優(yōu)化土木工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的具體對(duì)策

3.1 建立健全相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與制度體系

當(dāng)前，土木工程設(shè)計(jì)某些問題，大部分是設(shè)計(jì)單位或者施工單位為了節(jié)約預(yù)算或者其他原因忽略建筑規(guī)范上的條例，不按照生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)施工，從而可能影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和安全性，或者出現(xiàn)民間俗稱的“豆腐渣”工程。所以，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)期間必須嚴(yán)格對(duì)照規(guī)范，生產(chǎn)施工過程也需要執(zhí)行嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)。圖紙繪制也需要嚴(yán)格要求，整體框架和細(xì)部處理都需做好，圖紙出現(xiàn)一點(diǎn)紕漏都會(huì)影響整體工程的進(jìn)度甚至停工。每個(gè)階段出現(xiàn)差池，工程損失都是巨大的。所以要健全結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格要求參與工程的每個(gè)部門單位，制定相關(guān)制度，約束施工人員的工作行為，規(guī)范提升施工質(zhì)量。

3.2 加強(qiáng)工程全方位過程化安全監(jiān)督

結(jié)構(gòu)施工過程不僅需要保證施工質(zhì)量，提高安全性穩(wěn)定性，還需要加強(qiáng)工程全方位過程化的安全監(jiān)督。第一方面，各部門需要嚴(yán)格遵守規(guī)范中的條例進(jìn)行施工，相互協(xié)調(diào)制約，按照安全施工方法進(jìn)行建設(shè)。第二方面除了遵守建筑規(guī)范施工單位也需派人員監(jiān)督，制定安全制度來約束施工人員，制定健全的獎(jiǎng)懲處罰機(jī)制，激發(fā)人們愛崗敬業(yè)的熱忱。推動(dòng)工程進(jìn)度的同時(shí)也保證了工程質(zhì)量安全的全面進(jìn)行。

3.3 加強(qiáng)隊(duì)伍能力培訓(xùn)

在土木工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中，各個(gè)階段都需要專業(yè)人士進(jìn)行指導(dǎo)，各個(gè)部門團(tuán)隊(duì)人員不僅需要經(jīng)驗(yàn)高，還要專業(yè)知識(shí)過硬，對(duì)工程狀況了如指掌。前期的選址勘察、結(jié)構(gòu)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)繪制、施工過程都至關(guān)重要。如選址決定了工程基礎(chǔ)的好壞，一個(gè)好的選址，周圍環(huán)境和工程地質(zhì)條件良好，使建筑工程基礎(chǔ)安全性能提高，為后期現(xiàn)場(chǎng)施工奠定了好的基礎(chǔ)。如果在選址過程中，選址人員或團(tuán)隊(duì)經(jīng)驗(yàn)不足，沒有專業(yè)性指導(dǎo)，出現(xiàn)安全性問題，影響設(shè)計(jì)范圍特別大，可能會(huì)導(dǎo)致工程進(jìn)度滯后。因此參與工程中涉及到的人員在工作作業(yè)時(shí)需嚴(yán)謹(jǐn)謹(jǐn)慎，進(jìn)行員工統(tǒng)一培訓(xùn)時(shí)，先評(píng)估他們的專業(yè)能力水平是否達(dá)標(biāo)，然后再著重根據(jù)薄弱點(diǎn)進(jìn)行技能培訓(xùn)，培養(yǎng)愛職敬業(yè)的精神。

3.4 注重綜合考慮設(shè)計(jì)的科學(xué)性、經(jīng)濟(jì)性、提高精細(xì)化設(shè)計(jì)成效

土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，工程質(zhì)量安全性能是工程建設(shè)中最需要保證的，是建設(shè)的核心部分，要將建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理視為重點(diǎn)。在著重考慮安全建設(shè)的同時(shí)，也要把建設(shè)資金成本最小化，兩者兼顧是需要設(shè)計(jì)單位和開發(fā)商清晰明確認(rèn)識(shí)到的。保證工程全部建設(shè)資金在投資建設(shè)預(yù)算以內(nèi)，開發(fā)商能承擔(dān)的經(jīng)濟(jì)成本，工程質(zhì)量也達(dá)到預(yù)期的效果。在大致做完面部設(shè)計(jì)，有多余資金預(yù)算的可進(jìn)行精細(xì)化設(shè)計(jì)，使工程結(jié)構(gòu)內(nèi)部和外部完成效果更佳。

4 結(jié) 語(yǔ)

根據(jù)本文分析和研究，土木工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包含多個(gè)方面的內(nèi)容。本文僅簡(jiǎn)單分析并闡述，實(shí)際情況也比較復(fù)雜，難度系數(shù)偏大。在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)多加注意，多方面考慮，努力為我國(guó)建筑行業(yè)錦上添花。

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作者簡(jiǎn)介：竇瑾萱（1998—），女，漢族，四川省達(dá)州市人，西南科技大學(xué)城市學(xué)院，土木專業(yè) ，本科生。